什么是力平衡傳感器？

2020/11/29

    力平衡傳感器由機(jī)械部件與伺服電路組成的力反饋測量裝置，是通過反饋力（或力矩）與輸入力（或力矩）間的伺服平衡來測量輸入力的一類傳感器，又稱伺服傳感器。若輸入力或力矩是由其他力學(xué)量如加速度、壓力、角加速度、壓力差等變換來的，則還可用它間接測量這些力學(xué)量。這些傳感器相應(yīng)地稱為伺服加速度傳感器、伺服壓力傳感器等。

    由加速度產(chǎn)生的單自由度慣性輸入力和反饋力同時作用在彈性支承的敏感元件上，兩個力之差使敏感元件產(chǎn)生微小位移，位移變換器將其轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)伺服電路放大和幅相校正后，輸出電流驅(qū)動逆變換器（通常為力矩器）產(chǎn)生一個反向的反饋力作用在敏感元件上。當(dāng)系統(tǒng)開環(huán)增益很高時，反饋力與輸入力幾乎完全平衡，敏感元件處于相對平衡位置。與反饋力成正比的力矩器的輸入電流正比于被測力。此電流在取樣電阻上的壓降即為傳感器的輸出。

    伺服傳感器的優(yōu)點(diǎn)是靜態(tài)精度和線性度高，滯后小，重復(fù)性好，靈敏度高，閾值小，低頻響應(yīng)好，動態(tài)測量范圍寬。伺服傳感器應(yīng)用于慣性導(dǎo)航和制導(dǎo)系統(tǒng)中，被稱為加速度計(jì)。加速度計(jì)的輸出經(jīng)一次和二次積分又可用于精確指示運(yùn)動物體（如導(dǎo)彈）的速度和位置，因此它是一種不可缺少的基本測量元件。改變敏感元件和支承、力矩器、位移變換器等關(guān)鍵部件可形成種類繁多的加速度計(jì)，如液浮擺加速度計(jì)、金屬撓性擺加速度計(jì)、石英擺加速度計(jì)、靜電加速度計(jì)和磁懸浮加速度計(jì)等。