压向力传感器的施力加载

力传感器的技术特点和使用寿命不仅取决于力传感器本身,还取决于其设计结构和加载件的设计。力传感器加载件必须满足特定的技术要求。在传感器操作手册中会提供这方面的详细信息。

力加载件应满足以下条件,才可使用户能够最大程度地利用传感器的精度和使用寿命:

  • 最重要的是力加载件必须具有足够的硬度(40 HRC)以尽量减少磨损。
  • 力加载件应具有抛光表面(RA=0.8μm)。
  • 加载部件不能因载荷的作用而严重变形。
  • 加载部件需要确保力集中均匀地施加到传感器上。

凸加载压头

许多压向力传感器在其上面有圆顶加载旋钮,这确保自动对中,即力中心施加。为了实现这一点,力加载件的最高点需要精确地定位在传感器中心。

在这点会产生非常高的机械应力(赫兹应力),特别是对于大力值的传感器来说;传感器设计者可以通过选择力加载件的半径,使其产生高精度。

需要牢记在心的是,这会对配对物产生变形的风险。因此,对于所有的压向和拉压向传感器,一般都会提供所谓的推力片,其可以防止对连结构件的损坏。

中心通孔压向力传感器特点

内部中心通孔压向力传感器有以下优势:

  • 非常高的刚度和基础频率——动态测量任务的理想选择
  • 抗振动和冲击
  • 性价比高
  • 极高的量程 (最大到 10 MN)

由于这种类型压向力传感器无需凸形力加载件,所以机械连接简单容易。

均匀施力

安装过程也非常重要,应变片是安装在传感器圆周的四个不同点上。因此,为了获得更高的精度,需要确保力均匀地施加到圆周上,尽可能均匀地转换成应变。由于这些传感器具有非常小的位移,不平衡和倾斜都无法通过这些传感器自身进行补偿。

紧凑 VS 大直径

确保均匀的机械应力分布的最简单方法是采用直径大的传感器。然而,由于空间的要求,很多客户需要结构紧凑的传感器。很多情况下,直径更大的传感器仅适合高精度参考力传感器。

通常,具有内孔的力传感器更容易受到安装条件的影响。为满足上述要求,HBM 为 C6B压向力传感器提供了多种加载部件,确保均匀的机械应力分布。更重要的是:传感器和力加载件在工厂会进行整体校准,确保更高的精度。

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