Датчик силы

Датчик силы, как правило, измеряет действующую на него силу своим упругим корпусом. Чем больше сила, тем сильнее деформируется корпус датчика. Такой корпус должен быть достаточно эластичен, чтобы величина колебаний сжатия-растяжения была большой и информативной – но это ограничивает частотный диапазон.

Поэтому практически каждый датчик силы Kistler использует пьезоэлектрический эффект кварца. Под действием механической нагрузки кристалл кварца выдаёт пропорциональный электрический заряд. Чем больше действующая сила, тем выше заряд.Пьезоэлектрический датчик силы объединяет в себе упругий кварцевый корпус и измерительный преобразователь.

Высокая жёсткость кристалла делает его смещение в момент измерения очень коротким, в пределах нескольких микрон. Точность измерения медленных квазистатических процессов минимальна, в то время как при измерениях быстрых и сверхбыстрых процессов точность кварца остаётся вне конкуренции.

Каждая измеряемая величина (сила, давление, ускорение) генерирует сигнал на выходе – выходной сигнал кристалла кварца абсолютно линеен и свободен от гистерезиса. Поэтому при небольших размерах кварцевый датчик силы обладает чрезвычайно большим диапазоном измерения, высокой прочностью и чувствительностью.

Однокомпонентный датчик силы

В таком датчике силы, как правило, кольцевой формы, чувствительная к сжатию пластина кварца заключена между двух стальных колец.

Трёхкомпонентный датчик силы

Этот датчик силы, с двумя чувствительными к сдвигу пластинами кварца (Fx и Fy) и одной чувствительной к сжатию пластиной кварца (Fz), имеет особенно компактную конструкцию.

Датчик момента вращения

Чувствительные к сдвигу пластины кварца устанавливаются по окружности, при этом их оси располагаются тангенциально. Датчик момента устанавливается с предварительным напряжением.

Типичные применения датчика силы:

• Контроль качества на производстве и при монтаже
• Мониторинг прессов
• Измерение силы резания в металлообработке
• Биомеханика
• Испытание готовой продукции
• Испытание материалов
• Взвешивание на ходу движущихся автомобилей
• Измерение сил, действующих на колёса