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應(yīng)變式力傳感器的特殊應(yīng)用

應(yīng)變式力傳感器也被稱為應(yīng)變式傳感器，是力傳感器的一種特殊形式。此類傳感器通過螺絲安裝在外部，因此安裝簡單快速，但是此類傳感器不直接測量力，而是間接測量。雖然如此，此類傳感器仍能夠?qū)崿F(xiàn)高準(zhǔn)確度測量。

當(dāng)必須檢測現(xiàn)有部件（大部分部件為固體模式）上是否因外力而發(fā)生變形時(shí)，需使用應(yīng)變式力傳感器。此類傳感器需連接到部件上并做相應(yīng)的調(diào)整，然后能夠開始測量外力。在測量過程中，應(yīng)變通過摩擦從固體部件傳遞至應(yīng)變式力傳感器上。這些傳感器的應(yīng)用各有不同，以下詳細(xì)說明了兩個(gè)應(yīng)用實(shí)例。

實(shí)例1：使用應(yīng)變式力傳感器對筒倉稱重

筒倉稱重系統(tǒng)通常用于測量向拖車內(nèi)倒入材料的數(shù)量。一般來說，實(shí)時(shí)了解筒倉內(nèi)還有多少材料是非常重要的。如果在筒倉設(shè)計(jì)一開始就規(guī)劃了此類稱重系統(tǒng)，則可以高準(zhǔn)確度測定筒倉內(nèi)材料的重量。為此，可在筒倉底部安裝剪切梁和彎曲梁稱重傳感器。

但是，如果已經(jīng)建造了筒倉或儲(chǔ)罐，且需在之后安裝稱重或料位測量系統(tǒng)，那該怎么辦？在這種情況下，安裝剪切梁和彎曲梁稱重傳感器以進(jìn)行力測量的代價(jià)高昂，甚至不存在可能性。

此時(shí)，可根據(jù)筒倉或儲(chǔ)罐的具體要求對應(yīng)變式力傳感器進(jìn)行改造。僅需將傳感器通過螺絲安裝在支架上。如上文所述，應(yīng)變式力傳感器設(shè)計(jì)用于測量外部作用力導(dǎo)致現(xiàn)有部件發(fā)生變形的應(yīng)用。如果知道柱子變形，我們就可以很容易地評估筒倉內(nèi)的料位。

實(shí)例2：在沖擊式破碎機(jī)中使用應(yīng)變式力傳感器

在沖擊式破碎機(jī)中使用是應(yīng)變式力傳感器的另一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。沖擊式破碎機(jī)是一種用來粉碎材料（如石頭）的機(jī)器。此類材料通過“沖擊破碎”被粉碎成更小的部分。在粉碎過程中，會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力突然增加的現(xiàn)象，反過來會(huì)導(dǎo)致容器或機(jī)器材料變形。可使用應(yīng)變式力傳感器測量由此導(dǎo)致的應(yīng)變。如果應(yīng)變過大，例如石頭卡在主軸中，則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。

在這種應(yīng)用中，也無需重新設(shè)計(jì)沖擊式破碎機(jī)，僅需將應(yīng)變式力傳感器通過螺絲固定在正確的位置上，之后就可檢測產(chǎn)生的應(yīng)力。在大部分情況下，傳感器的jia佳安裝位置通過FE(有限元分析)計(jì)算測定（這樣可以確保應(yīng)變在規(guī)定極限范圍內(nèi)）。

“有限元分析方法”(FEM)將整體通過網(wǎng)格劃分成很大數(shù)量的小單元(有限數(shù)量的單元，其大小不是無限小)，以便測定強(qiáng)度和變形。與復(fù)雜的整體相比，這些單個(gè)小單元更便于計(jì)算。計(jì)算的基礎(chǔ)為多重微分方程的解答。

結(jié)論

總之，可以說，如果計(jì)劃從一開始就將測量系統(tǒng)考慮在內(nèi)，則可以使用比應(yīng)變式力傳感器更加精jin準(zhǔn)的測量技術(shù)，因?yàn)榇祟悜?yīng)變式力傳感器僅能間接測量，而不能在力流中進(jìn)行直接測量。但是，如果系統(tǒng)已經(jīng)存在，應(yīng)變式力傳感器就是一種低成本的解決方案，也能提供可靠的測量值。在應(yīng)用本身，此類傳感器可以快速安裝，適用于靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測量任務(wù)。此外，此類傳感器還具有高度的抗沖擊和振動(dòng)性，以及良好的長期穩(wěn)定性。輸出信號(hào)可以為 4-20 mA、0-10 V、CAN或CANopen。