小量程力传感器
压力仿真系统的大深度与高精度控制研究
够高 的压力仿真 系统 。
以， 该压力仿 真系统具有 ３个 不 同量 程 和相应精 度 ， 并且 量
１ 系统方 案设计
本文设计 的一种三量程水下航行 器压力仿真 系统方案 ，
程之间可 以平稳切换 ， 以满 足连续仿 真的要求。 要实现这种系统结构 ， 需解决 的主要 问题有 ： 大 、 、 ① 中 小量程压力传感器接在 同一油管输 出腔上 ， 量程压力传 感 小
器损坏 。因此 ， 在膜 片 中一 处 ， ｔ ５ 通过 阻止 或削弱 外界 的过 载
压差 Ｐ直接 传递到测量膜 片上 ， 就能有效 提高压力传感器 的
抗 过压 能力。 如图 ３ 所示 ， 对测 量膜 片 的形 状做 了改 变 ， 原来 的 内 将 凹平面改变成环状 凹陷 ， 中间保 留一平 台。经 过这样 的设计 更改， 随着压差 Ｐ的增加 ， 测量 膜片发生位 移 ， Ｐ增大到 一 当
Байду номын сангаас
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｒ ｅ Ｄｅ ｔ ｎｄ Ｈ ｉ ｈ Ｐｒ ｃ ｓｏ ｎ ｒ ｌｏ ｓ ａ ｃ ｎ Ｌａ ｇ ｐ ｈ ａ ｇ ｅ ｉｉ ｎ Ｃｏ ｔ ｏ ｆ
Ｐｒ ｓ ｕｒ ｉ ｕｌｔｏ ｙ ｔ ｍ ｅ ｓ ｅ Ｓ ｍ ａ ｉｎ Ｓ ｓｅ
Ｈ Ｕ ｏ，ＤＵ — ｕ Ｈａ Ｙｉｑ ｎ
） ＝ 。 （） ２
因此 ， （ ） 写为 式 １可
（ ＝ 。 １一ｘ ） ） （ （） ３
在此位移下 ， 圆膜片的弯曲必有应力作 用其上 。这 时径 向 平 应力 ０ 和切 向应力 Ｏ 别为 ： ｒ －
图 １ 压 力仿 真 系统 原 理
３
：
＿
８ ：【 ３
向 ， 而 得 到 指定 的输 出 压 力 。 从
传感器知识点
传感器技术复习指南1.传感器：能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。
也叫变换器、检测器、探测器。
2.组成：敏感元件：指传感器中能直接感受（或响应）和检出被测对象的待测信息（非电量）的部分。
3.转换元件：指传感器中能将敏感元件所感受（或响应）出的信息直接转换成有用信号（一般为电信号）的部分。
4.其他辅助元件：包括信号调节与转换电路及其所需的电源。
信号调节与转换电路：能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录、处理、和控制的有用电信号的电路。
5.分类：按工作原理（应变式、热电式、压电式）、被测量、敏感材料、能量的关系、其他（用途、学科、功能和输出信号的性质）分。
6.数学模型（从传感器的静态输入—输出关系和动态输入—输出关系建立）(1)静态模型：多项式(2)动态模型：微分方程和传递函数7.传感器（或测量设备）的输入—输出关系特性是传感器的基本特性。
衡量传感器静态特性的主要技术指标：线性度、测量的范围和量程、迟滞、重复性、灵敏性、分辨力和阈值、稳定性、漂移、静态误差.8.动态：阶跃响应和频率响应.9.标定：对新研制或生产的传感器进行全面的技术检定。
方法：利用标准仪器产生已知的非电量（如标准力、压力、位移等）作为输入量，输入到待标定的传感器中，然后将传感器的输出量与输入的标准量进行比较，获得一系列校准数据或曲线。
10.校准：将传感器在使用中或储存后进行的性能复测。
11.提高传感器性能的方法：非线性校正、温度补偿、零位法、微差法、闭环技术、平均技术、差动技术，以及采用屏蔽、隔离与抑制干扰措施等。
12.精确度：随机误差和系统误差都小；精密度：随机误差小；准确度：系统误差小。
储备知识：（1） 精确度：是精密度与准确度两者的总和，精确度高表示精密度和准确度都比较高。
在最简单的情况下，可取两者的代数和。
机器的常以测量误差的相对值表示。
与精确度有关指标：精密度、准确度和精确度(精度)（2）精密度：说明测量传感器输出值的分散性，即对某一稳定的被测量，由同一个测量者，用同一个传感器，在相当短的时间内连续重复测量多次，其测量结果的分散程度。
冲击力传感器介绍
冲击力传感器
上海冉赛检测技术有限公司
作者：马忠新
冲击力传感器是我司研发的高响应传感器，传感器通过CAE（Computer Aided Engineering）有限元动态载荷分析技术仿真，结构不断优化，应力场均匀。
通过dynamics 技术，模拟冲击过程，计算传感器响应频率与动载荷，，提供定制设计。
CAE辅助设计
r-im型冲击力传感器
r-ip型大量程冲击力传感器
r-iy型小量程冲击力传感器
r-im-G型冲击力传感器
基体采用合金钢材料，经淬性与尺寸稳定性。
配合先进的表腐蚀。
Sensor element 采用进口器化工艺与装配夹具，使传感器传感器加工完成后要通过性测试、绝缘测试滞后误、温
信号调理装置
测量软件
料，经淬火、回火、深冷、蠕变匹配等加工处理，保证进的表面防护技术，使传感器在恶劣环境下可长期使进口器件，蠕变滞后小，测量范围大，绝缘性能好，传感器的线性、零漂、重复性、动态响应特性等性能优要通过严苛的性能测试，包括精度测试、响应测试、重误、温飘、零漂等，测试合格方可交付客户使用。
r-iy 型冲击力传感器
，保证了基体的高弹长期使用，不受环境能好，采用先进的固性能优异。
试、重复性测试、线
r-im型摆锤式冲击力传感器参数
r-ip型落锤式冲击力传感器参数。
力传感器
2020/3/1
1．应变式称重传感器的工作原理
电阻应变式称重传感器由弹性元件、应 变片和外壳组成。
弹性元件是称重传感器的基础，被测物 的重量作用在弹性元件上，使其在某一部位产 生较大的应变或位移；弹性元件上的应变片作 为传感元件，将弹性元件敏感的应变量或位移 完全地同步地转换为电阻值的变化量，转换成 电信号，完成了重力的测量。
这种测量方法简单、方便，成本低。 但容易损坏，受环境影响大，使用寿命短 。长期使用时，零点漂移大，需要在使用 前调节零点。
2020/3/1
方案二：在本课题中也
可以直接采用电子吊秤的方 法（课题二介绍）。购买电 子吊秤接在起重设备下，可 实现货物在线装卸测量、在 线称重，随时改变称量地点 ，可实现分次分批称重，提 高效率，但成本较高。
2020/3/1
[任务实施]
方案一：测量、控制起重设备吊运货物 的重量，可以采用在吊钩的圆柱壁上粘贴应 变片的方法，检测起吊重量。
测量吊运货物的重量， 量程较大，一般在吊钩的圆 柱壁上横竖各粘贴一片应变
片，组成双臂半桥电路。
2020/3/1
为应变电桥提供±2V稳压电源，电桥 输出信号接入差动直流放大电路，测量输 出电压。根据输出电压值可以推算出应力 的大小，即重力。也可以使用应变片专用 测量仪—电阻应变仪进行检测。
❖ 半导体应变计应用较普遍的有体型、薄膜型、 扩散型、外延型等。体型半导体应变计是将 晶片按一基片 定取向切片、研带磨状引、线 再切割P-Si 成细条, 粘贴于基片上制作而成。几种体型半导体应 变计示意图如图所示。
晶片
N-Si
电阻应变式传感器的测量电路
应变电阻变化是极其微弱的，电阻 相对变化率仅为0.2%左右。例如：应变 电阻为300Ω，电阻变化量为0.6Ω，要 精确地测量这么微小的电阻变化是非常 困难的。通常采用惠斯登电桥电路进行 测量，将电阻相对变化△R/R，转换为 电压的变化，再用测量仪表应变式传感 器测量电路便可以简单方便地进行测量。
传感器的基本特性
传感器的特性
使用传感器的目的是希望它的输出信号能够准确地反映被测量 （输入信号）的数值或变化情况。
传感器的特性：
传感器的输出量和输入量之间对应关系的描述就称为传感器的
特性。
传感器技术与应用
1.10
传感器的一般特性
静态输入量 传感器的输入量 动态输入量 静态输入量:不随时间变化或变化很慢的输入信号。
传感器技术与应用
1.13
传感器的动态特性体现着传感器的输出值能够真实 再现变化着的输入量的能力。
传感器技术与应用
1.14
传感器的静态特性
2 n
不考虑迟滞及蠕变效应，其输出量和输入量之间的关系为：
Y a 0 a1X a 2 X ... a n X
（1-1）
Y为输出量；
X为输入量；
由此可见，在选用测量仪表的时候，不能单纯追求精度等级，还 要考虑到量程是否合适等因素。
传感器技术与应用
1.7
教学内容
1.2 传感器的基本特性
传感器技术与应用
1.8
教学要求
掌握传感器的静态特性和动态特性的概念 熟练掌握传感器的静态特性
线性度、灵敏度、分辨率、精度
迟滞、重复性、漂移
传感器技术与应用
1.9
在100.2kg时输出的电压值仍为35mV，但在100.3kg时输出的 电压值为36mV，则其分辨率为 0.3kg
分辨率也与测量仪表有关 如果采用精度更高的电压表来测量。同样在100.0kg时输
出电压35.0mV,但在100.1kg时输出电压值为35.1mV，那么其 分辨率变为 0.1kg
传感器技术与应用
1.17
传感器的静态特性
传感器静态特性的主要指标：
小量程数显扭矩扳手发展研究综述
摘 要： 工业 时代 中诞 生的大型工具 已经越来越不 能满足人 们应 用上 的要 求， 智能和精 密成为 了 目前 这个时代具有 广阔 发展 前景的科研 方向 ， 在 分析 了很 多智能精 密仪 器的基础上 ， 对 小量程数显扭 矩扳手 的发展 前景做 了一 个比较详 细的
小 量程 数 显 扭 矩扳 手 ，无 论 在 制 造 还是 使 用 方 面上 看 ，其在 国 内 的 出现 频 率远 不 及 一 些 发达 工 业
动输出 ， 用 ４个 电 阻值 均 为 ３ ５ ０ Ｑ， 且 灵 敏 系数 相 同
的应变片组成桥臂 。测量 电桥有较高的灵敏度 ， 并能 国家 ， 如美国 、 １ ３ 本、 德 国。国外 生产出的既精确又小 起 到温 度 自动 补偿 作 用 。 型 的 数 显 扭 矩 扳 手 占据 了 国 内市 场 的 大部 分 份 额 ， 然而 ， 仅仅做到温度补偿是不够的 ， 这样并不能 所 以 ，正确掌握其发展应用前景和投入资金对其进 解决外来应力 的影响 。应用 于航天微型扭杆的高精 行深入 自主研究对国内的制造产业 、 房地产业 、 能源 度应变式扭矩传感器 ， 可 以提高扭杆的高精度检测 ， 产业等具有极其深远的意义。 通过选择恰 当的设计参数 ，利用专用间 隙调整装置 目前 扭 矩 工具 大概 分 为两 种 ， 即测量 和 定量 。在 实现加载纯扭矩 ，配合合理的二次仪表 电路取得信
综述。通过对比 ， 得 出 了 目前 国 内产 品 的研 究 重 点 和 发 展 方 向 。 关键 词 ： 智 能； 精 密； 小量程 ； 数 显扭矩扳手 ； 综 述
一种新型的质心测量机构与测量方法
万方数据 万方数据 万方数据计量学报２０１０年３月３．４主轴回转精度及侧向间隙影响该项对质心测量的精度至关重要，因为旋转轴线就是质心的测量基准，如果旋转过程中轴线不能为理想直线，其摆动量将对测量结果产生影响。
设主轴两支承轴承跨度为ｈ：，轴承侧隙与回转精度造成的轴端跳动为Ｄ，被测体质心高为ｈ。
，则此项引起的最大误差为：△，：导．Ｄ．学３．５最终计算公式的误差即式（５）产生的误差，由误差分析可知最大误差为：小（等＋等＋努）×Ｏ—Ｇ综上所述，最大的质心误差将不大于上述几项之和即Ａ≤∑△ｉ。
４该机构工程应用简述该机构新的技术手段使得此类设备研制有了很大进展。
在此基础上结合已有的形心测量技术，相继开发出多种型号的质量特性参数测量设备，设备运行稳定可靠，测量范围从几千克到几吨，其质心位置测量精度已经优于０．０５ｍｍ。
图４是研制的某型号质量特性参数设备实物照片。
５小结（１）本文提出了一种新的质心测量机构和方图４设备实物照片法，描述了主体机构和测量原理。
（２）该方法以旋转轴线为质心的测量客观基准，突破了质心测量以重力轴为基准的传统方法。
（３）提出了一种实用的质心测量方法——配平法，并给出了具体方法及计算公式。
（４）给出了影响该方法精度的几个主要因素，并进行了误差分析。
［参考文献］［１］刘建营．固体火箭发动机质心测量技术评述［Ｊ］．机固体火箭技术，１９９１，（４）：７５—８６．［２］卢志辉、孙志扬、陈惠南，等．旋转体质心、形心和质心横偏量的测量机构设计及精度分析［Ｊ］．机械设计，２００１，（４）２５—２７．［３］鲁四平、卢志辉、孙志扬，等．导弹弹头质量特性参数测量方法研究［Ｊ］．机械强度，２００２，２４（４）：６２３—６２５．［４］薄悦．提高质心测量灵敏度的关键技术研究［Ｄ］．郑州：郑州机械研究所．２００２． 万方数据一种新型的质心测量机构与测量方法作者：卢志辉， 薄悦， 张磊乐， 孙志扬， LU Zhi-hui， BO Yue， ZHANG Lei-le， SUN Zhi-yang作者单位：郑州机械研究所,河南,郑州,450052刊名：计量学报英文刊名：ACTA METROLOGICA SINICA年，卷(期)：2010,31(2)参考文献(4条)1.薄悦提高质心测量灵敏度的关键技术研究 20022.鲁四平;卢志辉;孙志扬导弹弹头质量特性参数测量方法研究[期刊论文]-机械强度 2002(04)3.卢志辉;孙志扬;陈惠南旋转体质心、形心和质心横偏量的测量机构设计及精度分析[期刊论文]-机械设计2001(04)4.刘建营固体火箭发动机质心测量技术评述 1991(04)本文链接：/Periodical_jlxb98201002006.aspx。
力传感器及电子秤设计-文献综述
文献综述摘要本设计系统以单片机P89LPC9408为控制核心，实现电子秤的基本控制功能。
在设计系统时，为了更好地采用模块化设计法，分步设计了各个单元功能模块。
系统的硬件部分包括最小系统部分、数据采集部分、人机交互界面和系统电源四大部分。
系统的软件部分应用单片机C语言进行编程，实现了该设计的全部控制功能。
该电子秤可以实现基本的称重功能（称重范围为0～1Kg，重量误差不大于0.5%），还具有超量程和欠量程的报警功能。
本系统设计结构简单，使用方便，功能齐全，精度高，具有一定的开发价值。
关键词单片机A/D转换数据处理1. 电子秤概述称重技术自古以来就被人们所重视，作为一种计量手段，广泛应用于工农业、科研、交通、内外贸易等各个领域，与人民的生活紧密相连。
电子秤是电子衡器中的一种，衡器是国家法定计量器具，是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备，衡器产品技术水平的高低，将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。
因此，称重技术的研究和衡器工业的发展各国都非常重视。
我国电子衡器从最初的机电结合型发展到现在的全电子型和数字智能型。
我国电子衡器的技术装备和检测试验手段基本达到国际水平。
电子衡器制造技术及应用得到了新发展。
电子称重技术从静态称重向动态称重发展；计量方法从模拟测量向数字测量发展；测量特点从单参数测量向多参数测量发展，特别是对快速称重和动态称重的研究与应用。
电子秤属于电子衡器的一种，它的发展也遵循这一趋势。
随着时代科技的迅猛发展，微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。
常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代，使得传统的电子测量仪器在远距离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化，并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统，使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。
做为重量测量仪器，智能电子秤在各行各业开始显现其测量准确，测量速度快，易于实时测量和监控的巨大优点，并开始逐渐取代传统型的机械杠杆测量称，成为测量领域的主流产品。
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类型：s型力传感器；
量程：±250mN，±500mN，±1N，±2N，±5N，±10N; 精度等级：0.02％;
尺寸：34毫米x 10毫米x 24毫米;
力传递：2 x内螺纹M3x0,5;
连接：2 m电缆STC-31V-4;
材质：铝合金；
重量：30克；
小量程拉压力传感器与其他一般的拉压力传感器还是有区别的，关键在于它的小、精度高、稳定性好，测量的量程一般是0.25-10N之间。
目前它已经被广泛应用于皮带秤、料斗秤、机电结合秤、材料试验机、吊钩秤及各种工程装置的测力系统。
郑州沐宸自动化科技有限公司致力于力传感器及信号处理的系统工作，公
司在力传感器领域有着不断的追求。
主要有测力传感器、微型拉压力传感器、
拉杆力传感器、S型拉压力传感器、环形传感器、柱式传感器、销轴类传感器、称重类传感器、二维力传感器、三维力传感器、六维力传感器等多维力传感器、静态动态扭矩传感器、微型位移传感器、压力变送器（气压/液压传感器）、变送器/放大器、控制仪表灯，并可定制各类传感器。