力传感器原理

力传感器的原理根据类型的不同而不同，但典型的类型是应变计式力传感器。在应变片式传感器中，施加负载的部分具有弹性结构，当施加力时，该弹性体会轻微变形。

应变计检测到这种轻微的变形。应变计由超细导线制成，当它们所附着的部件变形时，导线会变得更细更长，从而增加电阻。使用应变计的力传感器背后的原理是使用“惠斯通电桥电路”检测电阻的这些微小变化。

这里，如果应变片的电阻值为“R（Ω）”，压缩或拉伸引起的电阻变化为“ΔR（Ω）”，则可以使用以下公式计算应变“ε”。

   ΔR / R = K・ε

该方程中的“K”是应变片系数，它是每个应变片独有的比例常数。当电桥电路上施加电压“E”时，应变片的电阻值为“R(Ω)”，拉伸或压缩引起的电阻值变化为“ΔR(Ω)”，输出电压“ e”如下，用公式表示。

   e = 1/4・K・ε・E (※ΔR / R = K・ε)

利用上述原理，可以根据被测应变量与电压之间的关系来测量施加到传感器上的力。压电力传感器是除应变计之外比较常用的力传感器。石英等压电晶体具有在施加压力时产生电荷的特性。压电传感器是一种根据压电材料受力时产生的电荷大小来检测力大小的传感器。