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有許多物理定律是建立在力的概念上的，力作用于質(zhì)量為m的物體時，會改變物體的速度。有許多與力有關(guān)的概念，如推力、阻力和扭矩，當(dāng)應(yīng)用于一個物體時，推力會增加物體的速度，而阻力會降低速度，扭矩會引起物體轉(zhuǎn)速的變化。當(dāng)物體中的力平衡分布時，就看不到加速度。隨著技術(shù)的進步，人們引入了一種有助于監(jiān)測力的傳感器，即力傳感器。讓我們來看看力傳感器的工作原理及其應(yīng)用。
一些材料在受到外力作用時，會改變其電阻值，這些材料被稱為力敏電阻器。這些材料被用來制造一個可以測量力的傳感器。力傳感器是一種有助于測量施加于物體的力的傳感器，通過觀察力敏電阻器電阻值的變化量，可以計算出施加的力。
力傳感器的一般工作原理是對所施加的力作出響應(yīng)，并將力值轉(zhuǎn)換成可測量的量。市場上有各種基于各種傳感元件的力傳感器，大多數(shù)力傳感器都是使用力敏電阻器設(shè)計的，這些傳感器由傳感膜和電極組成。
力傳感器的主要用途是測量施加的力。有各種類型和尺寸的力傳感器可用于不同類型的應(yīng)用。使用力感電阻器的力傳感器的一些應(yīng)用包括壓力感測按鈕、樂器、汽車占用感測器、假肢、腳內(nèi)旋系統(tǒng)、增強現(xiàn)實等等。
有許多類型的力傳感器可用于不同類型的應(yīng)用。力傳感器的一些例子是稱重傳感器、氣動稱重傳感器、電容式稱重傳感器、應(yīng)變計稱重傳感器、液壓稱重傳感器等。
力傳感器工作原理 力傳感器是采用了各種力學(xué)原理，并且采用了數(shù)學(xué)中的原理通過力的作用，將接受到的外界信息經(jīng)過加工處理，再通過傳感器進行傳輸。
力學(xué)傳感器是將各種力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電信號的器件，力學(xué)量可分為幾何學(xué)量、運動學(xué)量及力學(xué)量三部分，其中幾何學(xué)量指的是位移、形變、尺寸等，運動學(xué)量是指幾何學(xué)量的時間函數(shù)，如速度、加速度等。力學(xué)量包括質(zhì)量、力、力矩、壓力、應(yīng)力等。根據(jù)被測力學(xué)的不同，這里我們要介紹的是應(yīng)用的應(yīng)變式壓力傳感器。
力學(xué)傳感器的種類繁多，如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應(yīng)用的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。
電阻應(yīng)變片是一種將被測件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。電阻應(yīng)變片應(yīng)用的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。
通常是將應(yīng)變片通過粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應(yīng)變片在受力時產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并通過后續(xù)的儀表放大器進行放大，再傳輸給處理電路(通常是A/D轉(zhuǎn) 換和CPU)顯示或執(zhí)行機構(gòu)。
根據(jù)不同的用途，電阻應(yīng)變片的阻值可以由設(shè)計者設(shè)計，但電阻的取值范圍應(yīng)注意：阻值太小，所需的驅(qū)動電流太大，同時應(yīng)變片的發(fā)熱致使本身的溫度過高，不同的環(huán)境中使用，使應(yīng)變片的阻值變化太大，輸出零點漂移明顯，調(diào)零電路過于復(fù)雜。
力傳感器采用了大部分的力學(xué)原理，其中包括了力學(xué)理論的三個部分，所以才稱之為力傳感器，力傳感器的類型也是多種多樣，不過主要采用的原理都是大同小異的，因為都和力有相關(guān)性，所以力傳感器也廣泛應(yīng)用在稱重這一環(huán)節(jié)。
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