如何檢測力、壓力、位移、扭矩傳感器的基本性能？

基本性能是傳感器的主要工作特性，反映了傳感器被測量變量和輸出量之間的響應關系。各種傳感器的檢查是將測量器具的標準值與傳感器的顯示值(輸出信號值)進行比較，確定誤差的過程。

測力傳感器的檢測目的是確立力值的大小和輸出信號值之間的相互關系。

一是計量單位。

自1990年第11屆國際計量大會以來，世界各國相繼采用國際單位制(SI)，這是在米制基礎上發展起來的更完善、更合理的先進單位，規定以牛頓(N)為力量的單位。

二是測力方法。

測量力值的方法很多，可以用與已知重力平衡的方法測量力，也可以用與力成比例的各種物理現象，如彈性、壓力、壓力磁鐵等。常見的測力方法可以歸納為力的動力效應和靜力效應。

利用動力效應測量力值。在重力場，地球的引力使物體產生重力，即重量。因此，已知質量的物體可以用重力場的重量來測量。

利用靜態效應測量力值。力的靜態效應使物體變形。如果物體是彈性體，根據虎克定律，其變形量與彈性范圍內的力成正比。通過這種方式，測量變形量可以知道力的大小。

三是測力設備。

最常用的測力設備是標準測力機，其精度和范圍可根據被測傳感器選擇。

四、檢驗程序。

檢測力傳感器的主要程序是將傳感器安裝在標準測力機上；連接檢測系統；按順序檢測；數據處理和計算誤差等。

安裝要求。當被測傳感器在標準測力機上校準時，安裝時應注意使傳感器的載荷軸與標準測力機的載荷軸一致。否則，由于分力、側向力或力分布不均勻的影響，會給測試帶來誤差。圖中顯示了安裝不正確造成的載荷變化。

系統連接。力傳感器的檢測系統分為輸出和輸出兩部分，如圖所示。

輸入量由標準測力機讀取(給定)，輸出量一般可通過電壓表(或其它信號檢測儀)讀取或記錄。當被測傳感器為有源傳感器時，不需要輔助電源。

檢測順序。在被測傳感器上按0%、20%、40%、60%、80%和100%的范圍施加力，再次施加力后，由檢測儀器讀取或記錄傳感器每個測量點上的輸出信號。以上和下兩個行程是一個測量循環，一般應該是三個循環。

這通常檢測傳感器的加載級數和循環次數。根據需要，加載級數為10，循環次數為5。

數據處理。將測量點上的數據列入校準數據表。根據線性、滯后、重復性和靈敏度的定義及其誤差計算方法，分別尋求被測傳感器各項指標的最大誤差。然后根據傳感器的專業標準或產品技術標準的規定，判斷傳感器是否合格。

壓力、位移、扭矩和速度傳感器。

壓力、位移、扭矩和速度傳感器的檢查是為了建立相應的輸入和輸出信號值之間的關系。

①壓力傳感器。用活塞式壓力計對被測傳感器施加標準壓力值，用適當的顯示器測量傳感器的輸出信號。靜態使用的壓力傳感器的檢查順序、數據處理、誤差判別等方法與測力傳感器的檢查相同。為了檢查壓力傳感器的動態特性，通常在激波管上測定傳感器的頻率特性和減震系數，根據測定結果推算傳感器的動態響應特性。

②位移傳感器。測量位移的測量儀器應根據被測傳感器的測量范圍、精度和分辨率要求進行選擇和確定。通常，測量線位移的儀器包括螺旋千分尺、千分表、計量塊規格、萬能工具顯微鏡等。測量角位移的儀器包括分度頭、角度塊規格、正弦尺等。檢查位移傳感器時，應特別注意傳感器的安裝，要求測量儀器的工作方向與傳感器的工作方向一致，以避免安裝偏引起的誤差。

③扭矩傳感器。使用標準扭矩機和相應的檢測儀器進行檢測，扭矩是通過砝碼的重量和力臂的長度來確定的。在檢測過程中，標準要求傳感器與扭力機軸線一致，如果安裝在不同的軸上，會給傳感器帶來額外的剪力和彎矩，從而影響檢測精度。

④速度傳感器。將傳感器與標準速度檢測臺的輸出軸連接，檢測臺發出標準速度檢測速度傳感器。

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