力传感器如何工作？-绵羊汽车生活记录

为了解释力传感器如何工作，我们首先需要来回答这个问题：大多数通用力传感器内部都有应变片，应变片是如何工作的？

让我们来简单地了解下应变片：其作为电导体牢固地附着在基底上。当基底被拉伸时，应变片将会变长。反之被压缩时，应变片将会缩短。结果是导致应变片电阻产生变化。这就是应变测量原理，通过应变电阻变换来确定应变大小。

为了制造力传感器，除了应变片外还需要一个弹性体 – 例如采用不锈钢等。应变片将牢固地黏贴在弹性体上。

图中显示的四个应变片组成惠斯通电桥。这里不详细解释惠斯通电桥（详情见参考书《采用应变片进行应力测量和传感器制造》)。由于应变片牢固地黏贴在弹性体上，因此应变片将产生和弹性体一样的变形，这将导致电阻产生变化。通过惠斯通电桥将这些变形信息转换为电信号。这样就可以计算出作用在应变片上力的大小。这就是力传感器的工作原理。

原理上，它们似乎非常类似：称重传感器测量质量或重量，力传感器测量力（即N或牛顿）。他们是否可以互换？每个牛顿大约等于100克，力传感器可以转换为称重传感器！但是实际上不是这么简单。

称重传感器仅测量重量，并且仅是重力场方向（也就是只能测量垂直地面方向的力）。而且重量将一直大于 0。如果一个容器放在称重传感器下方，其并不会产生一个相反方向的重量。而力传感器则不同，其可以各种方向和角度倾斜的拉力和压力等。

称重传感器在工厂中生产，然后需在现场进行标定。力传感器生产后立即在工厂进行校准，并且需要保证传感器拆下并安装后，测量值相同。因此，力传感器具有比称重传感器更坚固的结构，以保证在多种变化条件下测量值的重复性。

称重传感器和力传感器的标准不同，称重传感器一般为贸易秤标准，而力传感器需要满足 VDI 2635 或 ISO 376 标准。在这些标准中，可重复性是其中最重要的因素。