在动态力值的高精度、高可靠性测量领域,通用型IEPE拉压力传感器凭借其独特设计成为工程师的首选解决方案。这类传感器的核心在于利用某些介质的压电效应:当外力作用于敏感元件时,其表面即刻产生微弱的电荷信号,从而实现力的非电量电测。
压电力传感器(如常见的石英传感器)以其极高的刚性、宽广的频率响应范围(可覆盖几赫兹至数十千赫兹)和卓越的动态测量能力而著称。尤为关键的是其集成的IEPE技术(集成电路压电式,也称ICP®):内置微型电路将高阻抗的电荷信号就地转换为低阻抗电压信号,并通过标准同轴电缆传输,彻底解决了传统电荷输出型传感器对特制低噪电缆和昂贵电荷放大器的依赖。这种设计使得传感器具备恒流源供电(2-20mA)、长距离传输信号衰减小、抗干扰能力优异、安装简便等突出优势,非常适合苛刻的工业环境。
显著特点:
- 优异动态特性: 对快速变化的力(冲击、振动等)响应极快,频率范围宽。
- 宽泛量程: 提供从几十牛顿到数百千牛顿的多种规格选择。
- 高刚性与小型化: 自身刚度极高,几乎不影响被测结构;结构紧凑,易于集成。
- 本质安全与宽温适应性: 无移动部件,寿命长;可在较宽的温度范围内稳定工作(典型范围如 -50°C至+120°C)。
- IP防护等级可选: 满足不同环境防护要求(如IP65, IP67)。
- 易于使用: 恒流源激励(兼容大多数现代数据采集系统),信号传输稳定,安装调试便捷。
- 低噪输出: IEPE技术确保高质量、低噪声的电压信号。
型号 |
ZZ20005 |
ZZ2001 |
ZZ2002 |
F2005 |
F2010 |
F2030 |
F2050 |
量程 (KN) |
0.5 |
1 |
2 |
5 |
10 |
±30 |
50 |
灵敏度 (mV/N) |
~10 |
~5 |
2.5 |
~3 |
~3 |
~1.8 |
~1.8 |
非线性度( %) |
≤ 1 |
≤ 1 |
≤ 1 |
≤ 1 |
≤ 1 |
≤ 1 |
≤ 1 |
工作温度( ℃) |
-40~125 |
-40~125 |
-40~125 |
-40~125 |
-40~125 |
-40~125 |
-40~125 |
自振频率(KHz) |
70 |
70 |
70 |
55 |
48 |
30 |
25 |
外形尺寸(mm) |
Φ16*17.5 /Φ16*20 |
Φ16*17.5 /Φ16*20 |
Φ16*17.5 /Φ16*20 |
Φ15*30 |
Φ26*48 |
Φ29*51 |
Φ43*74 |
重量( g) |
15 |
15 |
6 |
33 |
150 |
190 |
700 |
输出方式 |
L5 |
L5 |
L5 |
L5 |
L5 |
L5 |
L5 |
安装螺纹(mm) |
2-M5 |
2-M5 |
2-M5 |
2-M5 |
2-M12 |
2-M16 |
2-M20 |
主要应用领域与典型场景:
该类型传感器凭借其卓越的动态性能,成为众多工业测试与控制领域不可或缺的工具:
- 制造过程监控:
- 卷边/冲压/挤压监测: 实时监测加工过程中的动态力,确保零件质量一致性,优化工艺参数,防止过载。
- 压片机与冲床: 精密控制成型力,监控模具受力状态,防止设备异常及模具损坏。
- 轧辊负荷监测: 监测轧制过程辊间压力分布,优化板形控制,预防辊系失效。
- 机械与结构测试:
- 动态力与振动测试: 测量旋转部件(如电机、涡轮机)的动载荷,分析机械系统动态响应特性。
- 力限振动试验: 精确施加和控制振动台对被测设备的激励力,模拟真实环境条件。
- 冲击测试: 测量碰撞、跌落等事件中的瞬态冲击力峰值。
- 机械安装/装配作用力监测: 监控关键螺栓的拧紧力矩/预紧力(动态过程),或装配过程中施加的力。
- 设备维护与诊断:
- 刀具状态监控与动平衡测试: 测量铣削、钻削加工中的切削力,诊断刀具磨损、破损;用于主轴、旋转刀具的动平衡测试。
- 轴承状态监测: 通过分析轴承支座的动态力变化来诊断轴承故障。
- 材料与零部件测试:
- 疲劳试验: 施加高频交变载荷,测试材料或结构件的疲劳寿命。
- 动态材料特性测试: 测量材料在高应变率下的力学响应(如霍普金森杆实验)。
- 自动化与机器人:
-
- 机器人末端执行器力控制: 实现机器人抓取、打磨、装配等作业过程中的精密力觉反馈与控制。
- 协作机器人安全力检测: 监测人机协作中接触力,触发安全停机。
重要提示:
如同所有压电式力传感器,IEPE拉压力传感器产生的测量信号会随时间推移而衰减。这使得它并非长时间静态(或准静态)力测量的理想选择。对于需要监测持续数分钟或更长时间的、变化极其缓慢的静态力或低频力,应变式载荷传感器则是更优的方案。
选择通用拉压IEPE力传感器,意味着您为高频、快速变化的动态力测量领域配备了可靠、精准、易于集成的核心传感技术。