压电传感器选型指南

压电力传感器与基于应变的传感器具有明显不同的特性。

压电力传感器 由压电晶体切片构成，受到压向力时产生电荷。通常，两个切片之间插入电极，它吸收所产生的电荷，周围的外壳也用作电极。压电传感器的晶体和壳体的表面质量要求非常高，并且对力传感器的测量质量(线性度，响应特性)至关重要。

是否使用基于应变或压电力传感器取决于应用。以下应用中，压电传感器是优先选择的：

传感器安装空间有限

初始负荷高的小力测量

测量范围宽

非常高的温度下测量

极端的过载稳定性

高动态

在下文中，我们将详细介绍其典型的应用领域，并为您提供传感器的选项指南。

压电传感器的应用领域:

　　1. 传感器安装空间有限

压电力传感器结构非常紧凑 - 例如 CLP 系列 高度仅 3 到 5 mm (依据量程)。 因此，这种传感器非常适合与现有结构集成。传感器带有一个集成的电缆，因为它们不能容纳插头，因此结构高度非常低。传感器带有所有螺纹尺寸，从M3到M14。结构高度低要求传感器表面上的力尽可能均匀地分布。

　　2. 初始负荷高的小力测量

当施加力时，压电传感器产生电荷。然而，传感器受到超出实际测量的力，例如在安装期间。所产生的电荷可能短路，将电荷放大器输入端的信号设置为零。这样就可以根据要测量的实际力来调节测量范围。因此，即使初始负载与被测量的力相差很大，也能保证高测量分辨率。CMD600等高端电荷放大器可以实时连续地调节测量范围，从而支持这些应用。

　　3. 测量范围宽

压电传感器在多阶段中也具有优势。首先，初始施加较大的力时。相应调整压电测量链。第二阶段涉及力的跟踪，即小力变化测量。受益于压电传感器的特殊功能，包括物理消除电荷放大器输入端的信号。电荷放大器输入可以再次设置为零，并调整测量范围以确保高分辨率。

　　4. 极高温

一些应用需要在非常高的温度下测量力。在这些应用中，基于应变的力传感器达到了其物理极限。然而，CHW 系列, 压电力垫圈的工作温度可高达300摄氏度。

　　5. 极高过载稳定性

除了少数例外，所有压电传感器具有相同的灵敏度。这又意味着在给定力下具有20kN量程的力传感器与700kN量程的传感器的输出信号相同。因此，在分辨率和精度方面，使用两个传感器中的哪一个是无关紧要的。测量链可以设置为最大力值，但能够测量非常小的力。

　　6. 高动态

压电传感器具有非常小的位移并提供相应的高刚度 - 这使它们成为用于动态应用的理想选择。然而，整个测量链对动态特性有影响。还需要考虑附件的刚度。压电测量链通常非常适合于小力值的高度动态测量。 基于应变的力传感器 是大力值动态测量的第一选择

哪种传感器是正确的选择?

如果上述方面之一适用于您的应用，则需要使用压电传感器进行力测量。但是哪个传感器是正确的?以下是典型用途选择指南。

“压电式力学垫圈广泛应用。 我可以在我的应用程序中使用这样的传感器吗?”

大多数用户喜欢压电力垫圈，这样可以与测量对象或机械地集成在一起，而不必进行重大的机械改变。 然而，这些传感器总是需要通过预应力安装，即使用螺钉或预应力组施加的初始载荷，以防止损坏并确保足够的弯矩稳定性。 此外，需要校准，因为传感器安装对于测量点的灵敏度也是决定性的。 这意味着，安装后，测量点的灵敏度需要通过校准来确定，以确保高质量的结果。

“我无法进行校准，但是，我希望使用压电传感器。”

我们推荐: CFT 力传感器

已经施加过预应力和校准的传感器可用于此类应用，CFT力传感器可立即进行测量。交付时包括指定敏感度的测试记录。

 

　　“我想要一个易于集成的传感器;然而，我的应用程序需要一个插头连接，我需要施加非常大的力”

我们的提示: CFW 系列紧凑型垫圈

CFW 力垫圈具有较高的高度，CFW / 700 KN 具有最大尺寸，内径为36 mm。受到不利的安装条件的影响较小。CFW 力垫圈带有插头连接，非常灵活。可以连接不同的电缆，适用于恶劣环境!

 

　　“我需要在非常高的温度下进行测量“

我们推荐: PACEline CHW 系列力垫圈

CHW系列力垫圈设计用于极高温度下使用。 CHW-2型号工作温度高达200摄氏度，CHW-3 工作温度高达300摄氏度。这些力垫圈需要进行校准。它们的低温灵敏度允许在室温下进行校准。

 

　　“空间是我应用的一个制约因素，安装高度是决定性的因素."

我们推荐: CLP 微型力垫圈

CLP 系列非常适合此类应用，传感器的结构高度只有3到5毫米，这取决于力垫圈的量程。此外，传感器集成电缆，并适用于所有螺纹尺寸，从M3到M14。结构高度低要求传感器表面上的力尽可能均匀分布。

 

　　“无法容纳一个力垫圈，而 CFT 或基于应变的传感器也需要太多的空间。”

正确的选择: CST 压电应变传感器

CST系列的应变传感器非常小，只需一个螺钉安装，能够记录非常小的应变，转换为对应比例地信号。通过标定，CST/300 能够用于测量压力，用于电缆生产设备，压机和铆接设备等。CST应变传感器具有非常高的灵敏度，结实可靠。测量精度依赖于传感器材料。