从应用看区别 | 称重传感器还是力传感器?

称重传感器和力传感器在工作原理、结构、材料、工艺及测试方法等方面有很多相似之处,因此在选型和应用中容易混淆。

实际上,两者的应用目的并不相同:称重传感器主要用于称量,力传感器主要用于力的测量。不同的应用需求,也决定了两者在性能指标和选型要求上的差异。

从参数和应用来看,两者有哪些区别

1. 计量单位

  • 称重传感器: g、kg、t 等
  •  力传感器: N、kN、MN 等

一个主要面向质量/称重,一个主要面向力值测量,这是两者最直观的区别。

2. 精度等级

  • 称重传感器: 可依据 OIML R60、GB/T 7551、JJG 669 等相关标准和规程进行评价。
  • 力传感器: 可依据 ISO 376 以及相关力值计量检定规程进行评价。

3. 误差表示方式

  • 称重传感器:通常采用最大允许误差进行评价,其中综合考虑线性、滞后以及温度影响等因素。
  • 力传感器:则需要根据具体应用关注多个性能指标,比如:线性、重复性、零点温度影响(TC0)、灵敏度温度影响(TCspan)、方位差、回零差、进回程差、长期稳定度、示值误差、内插误差等。

4. 测量范围

  • 称重传感器:g - 数百 t
  • 力传感器:数十 mN - 数十 MN

两者的测量范围有较大重叠,但力传感器面对的应用类型和量程跨度通常更加多样。

5. 量程衰减

对某一额定量程的传感器,通过提高测量仪表的放大倍数和标定,使该传感器可用来测量小载荷,并且达到足够的分辨率和测量精度。

  • 称重传感器:一般没有特别的量程衰减要求
  • 力传感器:需要特别关注传感器额定量程起始段的测量特性

6. 工作温度

  • 称重传感器: 通常应用于一般环境条件,例如 -10~40 ℃。
  • 力传感器: 应用环境更加多样,在一些测试场景中可能涉及 -40 ℃乃至数百摄氏度的高低温条件。

7. 加载时间

  • 称重传感器: 单次称量时间通常较短。
  • 力传感器: 某些应用可能需要承受长时间加载,例如疲劳试验。

8. 加载方向

  • 称重传感器:通常以单一方向承载为主。
  • 力传感器:受力形式更加复杂,可以是单向、拉压双向,也可以根据安装方式承受不同方向的载荷。在多轴力测量中,还可能需要同时测量 Fx、Fy、Fz 等多个方向的力。

9. 安装和拆卸

  • 称重传感器:通常在一次安装并完成整机调试后,正常使用过程中不再频繁拆装。
  • 力传感器:所连接的测试对象则可能经常变化,因此可能需要反复安装和拆卸。这就要求传感器在多次安装后仍能保持良好的测量再现性。

10. 疲劳寿命

  • 称重传感器:对于常规称重应用,疲劳寿命通常不是首要考虑因素。
  • 力传感器:在疲劳试验等周期性加载场景中,需要关注循环载荷以及疲劳寿命等性能。

11. 载荷工况

  • 称重传感器:工作载荷通常相对明确,秤体结构和受力方式也较为固定。
  • 力传感器:实际工况可能更加复杂,需要面对冲击、振动以及不同形式的动态载荷。

12. 寄生负载

  • 称重传感器:在称重系统中,通过合理的秤体结构、加工和装配,可以尽量保证载荷沿传感器设计轴线传递。
  • 力传感器:面对的安装和载荷条件更加复杂,因此可能需要考虑轴向力、径向力和弯矩等寄生负载。必要时,还需要采用多分量传感器进行测量。

13. 刚度

  • 称重传感器:对于一般称重应用,传感器刚度通常不是主要选型参数。
  • 力传感器:在测试设备及测力系统设计中,传感器刚度可能影响整个系统的机械特性,因此需要结合测试系统进行考虑和计算。

14. 固有频率

  • 称重传感器:通常不特别强调固有频率。
  • 力传感器:经常用于动态测试。此时,传感器的动态特性需要与被测过程相匹配,因此固有频率可能成为传感器选型及系统设计时需要关注的参数之一。

称重传感器和力传感器各有不同的应用需求。选型时,应结合测量目的、加载方式、工况及性能要求综合考虑。


官网:

<应变片:应力测试测量优选>

<称重传感器:称重精度,久经验证>

<力传感器: 应变和压电两种测量技术>

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