輪輻式壓力傳感器結(jié)構(gòu)與原理

與柱式、膜盒式壓力傳感器相比，輪輻式壓力傳感器精度更高、偏載更小。簡單的柱式、筒式 、梁式等彈性元件是根據(jù)正應(yīng)力與載荷成正比的關(guān)系來測量的，它們存在著一些不易克服的缺點。
為了進(jìn)一步提高力傳感器性能和測量精度，要求力傳感器有抗偏心、抗側(cè)向力和抗過載能力。20世紀(jì)70年代開始已成功地研制出切應(yīng)力傳感器。下圖是較常用的輪輻式切應(yīng)力傳感器的結(jié)構(gòu)簡圖。

輪輻式拉壓力傳感器由輪圈、輪轱、輻條和應(yīng)變片組成。輻條成對且對稱地連接輪圈和輪轱，當(dāng)外力作用在輪轱上端面和輪轱下端面時，矩形輻條就產(chǎn)生平行四邊形變形，如圖所示，形成與外力成正比的切應(yīng)變。此切應(yīng)變能引起與中性軸成450方向的相互垂直的兩個正負(fù)正應(yīng)力，即由切應(yīng)力引起的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，通過測量拉應(yīng)力或壓應(yīng)力值就可知切應(yīng)力值的大小。

因此，在輪輻式拉壓力傳感器中，把應(yīng)變片貼到與切應(yīng)力成45度的位置上，使它感受的仍是拉伸和壓縮應(yīng)變，但該應(yīng)變不是由彎距產(chǎn)生的，而主要是由剪切力產(chǎn)生的，此即這類傳感器的基本工作原理。輪輻式拉壓力傳感器最突出的優(yōu)點是抗過載能力強(qiáng)，能承受幾倍于額定量程的過載。此外，其抗偏心、抗側(cè)向力的能力也較強(qiáng)，精度在0.1％之內(nèi)。

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