力傳感器安裝

近年來，力傳感器已經(jīng)達到了更高的技術(shù)層次，由于具備了更高的校準能力，傳感器獲得了更高的精度。一般來說，稱重傳感器無法在應(yīng)用中進行標定，而力傳感器則不然。為獲得更好，更可靠的測量結(jié)果，zui重要的是在實際使用中，盡可能達到校準安裝條件，并且偏差范圍要在技術(shù)要求范圍內(nèi)。
力傳感器的 測量精度 很大程度依賴于 安裝條件。不正確的安裝條件將會對測量精度帶來不利的影響，以及測量鏈的動態(tài)性能以及電磁場的敏感性等。

1、方向的影響

a. 力施加方向傾斜
 "…力傳感器上的力需要盡可能地施加在測量方向."
這種情況有很多原因。首先，一旦施加的力和力傳感器測量方向不一致，將導(dǎo)致測量誤差升高。力測量方向和施加的力存在一個夾角，而傳感器一般來說是不測量側(cè)向力的。

在案例中， 測量的力, F_in, 施加在傳感器存在 角度 α。施加的力被分拆成分力 F_z 和 F_x. 而真正測量出的力小于實際施加的力。等式為:

F_z = F_in ⋅ cos(α)

因此測量的結(jié)果也由于 cos(α)因子，也會變小。

此外，在這些情況下，施加的側(cè)向力，可以計算出

F_x = F_in ⋅ sin(α) 

從以下列出了 5 度以內(nèi)的測量誤差:

1° = 0.015 %

2° = 0.06 %

3° = 0.14 %

4° = 0.24 %

5° = 0.38 %

2、側(cè)向力，彎矩和扭矩的影響

a側(cè)向力是 垂直于施加在測量方向的力。

這些側(cè)向力一般是由于自身重量或是由于負載施加了一個角度產(chǎn)生的。并且會形成 彎矩（因為很少側(cè)向力是作用在應(yīng)變片的安裝高度上的）。根據(jù)不同的側(cè)向靈敏度，一個額外的誤差會產(chǎn)生。 如果側(cè)向力為 Fz  的10%，在測量方向向一般在 Fz 的1%以下。

b. 彎矩

主要角度誤差可能會導(dǎo)致傳感器損壞。

圖中顯示了所施加的力。傳感器同樣被加載了彎矩。在傳感器水平安裝時，自身的重量和安裝附件將會產(chǎn)生彎矩，另外，偏心加載也會產(chǎn)生彎矩。

在這種情況下，扭矩 (在圖中順時針旋轉(zhuǎn) ) 將減輕左側(cè)的負載，而右側(cè)的負載將增大。旋轉(zhuǎn)對稱型力傳感器 通過分布在四周的多個測量點對彎矩進行補償，因此對彎矩非常 不敏感 。提醒注意的是，一個過大的彎矩損壞力傳感器。

還請注意的是，彎矩往往伴隨著側(cè)向力一起出現(xiàn)，會給傳感器帶來額外的負載，如下圖所示.

彎矩產(chǎn)生在左側(cè)，因為內(nèi)部重量產(chǎn)生了杠桿。杠桿的長度是重心到傳感器的距離。彎矩是產(chǎn)生的力和杠桿的乘積。另外，作用在傳感器上重力作為側(cè)向力，這兩個寄生負載都需要考慮在內(nèi)。

c. 扭矩

對于拉壓向力傳感器的內(nèi)螺紋 結(jié)構(gòu)傳感器安裝過程中，非常重要的一點是必須采用合適的扭矩進行連接。請注意，鎖定連接將不會有扭矩傳遞給傳感器，但是不能超過 zui大扭矩，因為一旦極限值超過的話，會損壞傳感器。

工作過程中，扭矩大部分是通過傳感器的幾何體和應(yīng)變片的安裝位置來補償?shù)摹?/span>

d. 扭矩，側(cè)向力和彎矩的交互作用

極限負載 是和傳感器的額定負載相關(guān)聯(lián)的。傳感器可能被一種寄生負載影響，也可能被多個寄生負載同時影響。如果同時作用，適用以下情況:

• 任何一個極限負載都會破壞傳感器

• 如果多個同時影響，其總和不能超出 100 %。例如 : 50 % 允許扭矩，40 % 允許彎矩加上 10 % 允許側(cè)向力。

3、拉壓向力測量采用螺紋連接

對于拉向測量應(yīng)用來說，凸接結(jié)構(gòu)顯然是不適合的。

一般來說，拉向力傳感器的連接是通過螺紋結(jié)構(gòu)完成。在頂部帶有 外螺紋，底部帶有 內(nèi)螺紋或者在頂部和底部都配有內(nèi)螺紋。

內(nèi)螺紋 更為緊湊。外螺紋結(jié)構(gòu)中，螺紋連接和應(yīng)變片安裝位置距離更遠，對度量衡特性（如滯后）等有正面的影響。因此對于精度和重復(fù)性要求高的應(yīng)用中，應(yīng)該采用外螺紋。對于內(nèi)螺紋來說，應(yīng)該用作非關(guān)鍵側(cè)。.

對于內(nèi)螺紋:

對于螺栓連接的力傳感器，必須通過螺母對傳感器表面施加足夠的壓力，有兩種不同的方法可以完成 :

a. 螺栓連接施加的力要大于操作時的zui大力

• 在傳感器兩側(cè)擰緊連接部件

• 施加的力要超過操作時zui大的力(不要超過zui大極限)

• 擰緊螺母，防止松動

對于所需的過載，見安裝手冊。

b. 采用合適的扭矩安裝

• 擰上連接部件

• 按照安裝手冊上的扭矩要求擰緊，防止螺母松動

注意的是，所需的扭矩不能夠通過傳感器來傳遞，否則，傳感器會受到損壞。