多分量力传感器


什么是多分量力传感器?

压电式多分量力传感器是用于测量空间中一个或多个正交方向上的力和/或扭矩的传感器,一般分为以下三类:

  • 二分量力传感器。用于测量压/拉力(+/- Fz)以及作用于该空间轴的扭矩Mz。
  • 三分量力传感器。用于检测x、y、z三个空间轴方向上的所有力,即压/拉力(+/- Fz)、推力/剪切力(+/- Fx、Fy)
  • 六分量力传感器。用于测量任意空间轴方向上的所有力(+/- Fz、Fx、Fy)和所有扭矩(Mz、Mx、My)。

多分量力传感器也称多维力传感器。

二维力传感器并非一定用于测量两个正交方向上的力,必要时可测量同一空间轴方向上两个不同被测量(即力和扭矩)。

如何使用多分量力传感器?

二分量和(尤其是)六分量力传感器通常采用独立安装,以便充分发挥该等传感器的性能,并充分利用其结构紧凑的优势。三分量力传感器通常也独立使用,但是,通过使用长杠杆等方式产生的额外扭矩叠加至待测力上时,通常会同时使用三个或更多传感器,以确保测量结果稳定性。使用力测量平台或测力计进行测量能够带来一个额外的收益,即可以根据测量数据,使用数学方法计算外部施加的扭矩。

多分量力传感器有何优点?

  • 可测量复杂的多维力
  • 刚度高,因此固有频率高
  • 坚固耐用
  • 承力能力强
  • 体积小

压电式二分量力/扭矩传感器有何用途?

微型压电式二维力/扭矩传感器具备以下功能:

  • 测量钻孔、螺纹切削等过程中的进给力和扭矩
  • 监控螺旋传动过程,测试螺栓连接接头
  • 测试弹簧(扭转)
  • 测量小止推轴承、摩擦离合器等
  • 测量小型伺服电机和步进电机的启动扭矩、颤振和扭转振动
  • 测试旋转开关和螺旋盖

压电式三分量力传感器有何用途?

压电式三分量力传感器能够通过石英晶体,简单、直接、准确地测量:

  • 加工过程中的切削力
  • 碰撞测试过程中的碰撞力
  • 火箭发动机的后坐力
  • 振动力和摩擦力
  • 生物力学中的地面反作用力
  • 道路和测试台上的车辆力
  • 风洞天平上的力

六维力/扭矩传感器有何用途?

六维力/扭矩传感器可以测量:

  • 测试弹簧和阻尼元件时产生的力和扭矩
  • 测试假体时产生的动态力和扭矩
  • 产品测试过程中产生的力和扭矩
  • 风洞中产生的动态力和扭矩
  • 机器人装配过程中产生的力和扭矩
Multi-component force sensors measure dynamic forces and moments acting on aircraft wings in the wind tunnel.
Piezoelectric multi-component force sensors, here a six-axis force/torque sensor, are used in wind tunnel tests to determine the behavior of aircraft wings under critical aerodynamic loads. Built into model test setups, the sensors measure the dynamic forces and moments acting on them under various flow conditions.