負荷傳感器的核心是將物理載荷轉化為可檢測的電信號,核心測量原理圍繞 “形變 - 信號轉換” 展開,主要包括以下幾類:
電阻應變式原理是較主流的類型,傳感器內置應變片,當外部負荷施加時,彈性元件發生微小形變,應變片的電阻值隨形變同步變化(拉伸時電阻增加、壓縮時減小),通過惠斯通電橋將電阻變化轉化為電壓或電流信號,經放大處理后輸出載荷數據,該原理精度高、穩定性強,適配絕大多數工業場景。
壓電式原理利用壓電晶體(如石英、壓電陶瓷)的壓電效應,負荷作用下晶體產生機械形變,表面會產生等量異號電荷,電荷經電荷放大器轉換為電信號,響應速度快,適合動態沖擊負荷測量,但受溫度影響較大,且存在電荷泄漏問題,不適用靜態負荷長期監測。
此外,還有電容式原理(負荷改變極板間距 / 面積導致電容變化)、電感式原理(形變引發電感量改變)等,這類原理多用于特殊環境下的負荷測量,應用場景相對小眾,而電阻應變式憑借綜合性能優勢,占據負荷傳感器市場的主導地位。
電阻應變式原理是較主流的類型,傳感器內置應變片,當外部負荷施加時,彈性元件發生微小形變,應變片的電阻值隨形變同步變化(拉伸時電阻增加、壓縮時減小),通過惠斯通電橋將電阻變化轉化為電壓或電流信號,經放大處理后輸出載荷數據,該原理精度高、穩定性強,適配絕大多數工業場景。
壓電式原理利用壓電晶體(如石英、壓電陶瓷)的壓電效應,負荷作用下晶體產生機械形變,表面會產生等量異號電荷,電荷經電荷放大器轉換為電信號,響應速度快,適合動態沖擊負荷測量,但受溫度影響較大,且存在電荷泄漏問題,不適用靜態負荷長期監測。
此外,還有電容式原理(負荷改變極板間距 / 面積導致電容變化)、電感式原理(形變引發電感量改變)等,這類原理多用于特殊環境下的負荷測量,應用場景相對小眾,而電阻應變式憑借綜合性能優勢,占據負荷傳感器市場的主導地位。
