电容式和电涡流传感器的力测量

通用传感器应用笔记LA05-0026

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概要:

力通常被测量为已知刚度的物体的挠度。 非接触式方法是测量与力有关的挠度的理想选择,因为它们不会使物体承受额外的质量或影响其刚度。

这些非接触式传感器非常精确,最适合用于需要非常小的结果和非常精确的测量,这些更能体现高精度传感器的价值。

力相关线性位移

与力相关的物体的挠度是 线性位移测量 –物体位置变化的测量。 电容式传感器和电涡流传感器可提供高精度测量力所需的高分辨率测量。

有限的位移即可进行精确的力测量

使用挠度的力测量通常设计为最小挠度。 较大的挠度会像弹簧刚度测量中那样改变力。 挠度越小,测力就越精确。 电容式和电涡流位移传感器可以提供亚微米甚至亚纳米的分辨率。 具有如此小的挠度的力测量系统可以非常精确地测量力。

有关位移测量的更多详细信息,请参见我们的 位移和位置测量应用笔记.

力校准

基于挠度的力测量系统必须进行校准。 必须对挠曲的物体施加一系列力,并测量挠度。 可以导出描述力与挠度之间关系的数学函数,以将挠度数值快速转换为力的单位。 如果系统是线性的,则计算很简单。 如果关系是曲线的,则将需要进行回归分析以确定转换函数。

错误来源

在很小的挠曲和很小的力的作用下,误差源变得更加重要。 系统中的热变化通常是最大的误差来源。 必须知道力测量的热效应,以便可以将其补偿,消除或确定为在力测量的公差范围内。

有关挠度(位移)测量中误差源的讨论,请参见 位移和位置测量应用笔记.