力传感器,可以将机械力,如:重量、拉伸、压缩、压力转变为电信号,这些年力传感器越来越多的应用于协作机器人(collaborative robots)和手术机器人(srugical robots)的应用中;应变式力传感器(Metal foil strain gauge force sensor),利用金属应变片的阻值会根据所施加的力变化的特性,可以将机械负载的变化转化为应变片电阻的变化,从而实现力的测量;
将四个应变片布置在传感器本体(柔性机构),受力后机构的变形导致应片电阻发生变化,四应变片组成桥电路,通过一些列信号处理,最终输出测量值;
优缺点:
高精度,可以满足手术机器人到航天航空的应用;
高可靠性,本质上是一种柔性机构具有天生的鲁棒性;
寿命长,在恶劣环境下仍然具有长时间的精度保持性,最高可达10亿次的应力循环;
老化、漂移等原因,传感器需要校准;
性能:
量程,0~10~50000N(与型号相关)
精度(非线性度),±0.1%~±0.25%额定输出;
重复性,±0.1% 在10N范围内,±0.05%大于20N以上;
迟滞,±0.5%额定输出
输出:
模拟输出,直流电压(mv/v);
应用领域:
如下,活检针与力传感器连接,在活检过程中可以实时反馈力到控制系统,让整个操作力既不太轻也过大;
如下,微型的力传感器(φ4×5mm),低功耗,用于一些尺寸空间狭小的场合;
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