ZT-YD-305 压电式力传感器

 一、概述  ZT-YD-3□□系列单向、双向压电式石英力传感器,可广泛应用于航天、机械、交通、建筑金属加工和国防工业等各个领域对结构进行研究。它是一种新颖的机电换能装置,将力转换成电荷,电荷又通过放大器换成电压,再送至指示或记录存入,以备数据处理。  ZT-YD-3□□系列单向、双向力传感器具有灵敏度高,非线性误差小,动态测试范围宽,并且还具有结构坚固、刚度大,体积

 一、概述

  ZT-YD-3□□系列单向、双向压电式石英力传感器,可广泛应用于航天、机械、交通、建筑金属加工和国防工业等各个领域对结构进行研究。它是一种新颖的机电换能装置,将力转换成电荷,电荷又通过放大器换成电压,再送至指示或记录存入,以备数据处理。

  ZT-YD-3□□系列单向、双向力传感器具有灵敏度高,非线性误差小,动态测试范围宽,并且还具有结构坚固、刚度大,体积小,重量轻、安装方便,使用寿命长等特点。因此非常实用于测量各种瞬时动态力。同时还可以进行十几分钟的准静态力测量,而且不会因为安装了这种传感器而对被测物体的动、静态特性有所影响。

  ZT-YD-3□□系列单向、双向力传感器是利用石英晶体的压电效应设计制造的。

 

  二、性能指标

1、 参数说明

1.1  最大测量范围:在没有弯矩和预紧力的情况下传感器上、下面均匀受拉或受压力时所能测量的最大载荷,包括动载荷和静载荷之和。若有预紧力时,则测量范围要减去预紧力之数值。选用力传感力测量范围时,应使:

      10%最大测量范围≤被测量值≤最大测量范围。

1.2  线性度:相对于端点的线性度:

L=ΔY/Yh×100%F·S

  式中:ΔY——升回程标准曲线与平均端点直线的最大偏差值。

         Yh——额定负荷的满量程输出。

2、 主要技术性能指标

 

                   

项目

及指标

ZT-YD-

ZT-YD-

302

ZT-YD-

304

ZT-YD-

ZT-YD-

310

ZT-YD-

315

ZT-YD-

331

301

301A

301B

305

305A

测量范围




0~1000

0~200




0~2000

100

5000

200

100

0~5000

0~5000

60000

10000

100000

0~30000

2000

过载能力%

                              120

灵敏度PC/N

                              ~4

线性度%F·S

                             

                            

                             <1%

 

±2%(50N)(动态线性)

迟滞%F·S

重复性%F·S

灵敏度温度系数%/

 

                             0.02

绝缘电阻Ω

>1013

电容Pf

     ~8

~9.8

  ~7

     ~22

  30

   ~12

~9.8

固有频率KHz

     ~70

 ~45

  ~65

     ~55

>50

   ~55

~55

精度%

                             0.03

工作温度

                      -196  ~+200

-20~+150

尺寸mm

Ø16×8

22×27

17×22

32×12

Ø40×28

28×38

40(H)×19(S)

重量g

20

40

30

50

55

50

58















 

*ZT-YD-331加速度部分技术指标:

灵敏度ms-2

量程

ms-2

横向比

%

频响

Hz

绝缘电阻Ω

电容

PF

结构形式

工作温度

~5PC

5000

<5

0.5~5000

>1010

1200

剪切

-20~+150

 

三、工作原理

ZT-YD-3□□系列单向、双向力传感器的原理如图所示,它是利用石英晶体的纵向压电             

应设计制造的。当它受外力作用时,经过传感器膜片作用于石英晶体片,其表面即产生与被测力成正比的电荷,这就实现了机电转换。其精度可达0.03%。

 

四、结构特征

  ZT-YD-3□□系列单向、双向力传感器的受力面,单向力传感器设计成双面凸出;双向力传感器设计成受力面一面凸出,顶部采用螺杆联接,底面采用螺母联接。当测试的外力均匀地作用于传感器受力面时,力传感器便产生电荷,该电荷的大小完全正比于所施加的外力。通过连接导线连到电荷放大器,再送至指示记录仪器中,以备数据处理。

  为了使外力均匀地作用在力传感器的受力面上,传感器上下接触面都经过精密研磨加工,使之平坦刚硬,以保证测量精度。

  ZT-YD-3□□系列单向、双向力传感器的外壳是经过焊接密封,绝缘件采用高绝缘性能的聚四氟乙稀。

 

五、使用与维护

1、  使用

1.1安装:正确的安装力传感器是获得精确测量的保证、安装时必须特别注意使外力均匀垂直作用于力传感器的上下表面,并力求避免和减少侧向力。只有在外力达到了均匀分布时,才能充分利用整个测量范围,否则容易因过载而引起传感器的损坏。

力传感器上下表面经过精密研磨,在测量过程中,刚性表面互相接触,很小的不平度都会产生很高的局部过载,因此要求被测物的表面粗糙度不低于0.8

1.2测量:ZT-YD-3□□系列单向、双向力传感器可直接与电荷放大器、数字指示器、电子计算机和其它测量仪器配套使用。从力传感器产生的电荷在电荷放大器中按比例地转换成电压输出送到指示或记录仪器中进行直接或存放,以备数据处理时用。

在传感器的电荷放大器间一定要用高绝缘低噪音电缆线,电荷放大器和指示设备之间可用一般电缆线。

1.3、量程的选择:ZT-YD-3□□系列单向、双向力传感器的测量范围从0-100%都进行了校准,并给出了灵敏度、线性度、迟滞,重复性数据,测量时最好也用此范围。若要测量更微小的变动量,至少需将力传感器加上大于最大测量范围30%的预载荷,使传感器所受的力仍在测量范围以内。但无论如何,动载和预载荷之和不能超过最大范围。

1.4、可用的频率范围:

上限频率:石英力传感器由于有较大的刚度,因而适用于测量迅速变化的过程。虽然传感器本身有很高的固有频率,但在每个具体的测量系统中,其可以响应的最高频率要由力传感器和被测物体所组成的弹簧质量所决定。

  F=1/2∏√k/M

则可测的最高频率fmax≤(1/3∽1/2)f

    下限频率:实际上压电测量系统是不可能任意长时间进行静态测量的,因为绝缘电阻和电荷放大器输入阻抗不可能无限高。进行准静态测量所能持续的时间取决于传感器、低噪声连接电缆的绝缘电阻以及所使用电荷放大器的特性。

    

2、 维护及注意事项

为了得到满意的测量结果,必须遵循以下注意事项:

2.1 精心使用力传感器,保护好上下表面及原有的表面粗糙度。

2.2 只有在被测力的外力是均匀分布在整个受力面上时,才能充分利用最大测量范围。

2.3 传感器的上下接触面在与被测物体连接时,在摩擦表面要涂一层清洁的润滑脂。

2.4 测量时,如果有地回路干扰,或是被测物体与电荷放大器壳体不同电位,就需使传感器与被测物绝缘。

2.5 维护好传感器插座和电缆插头的清洁干燥。使用时禁用手摸。拆除电缆后拧上保护螺母盖。一旦发现弄脏,应根据赃污的性质选用适当的溶剂(乙醚、无水乙醇等)用绸布蘸少许擦净、烘干后再用。

2.6 贮存时置于干燥器皿中,避免赃物、油渍、潮湿等污染,以保证绝缘电阻不低于1013Ω

2.7 在使用时发现系统漂移,是因绝缘电阻下降所致,可将插头座污染处用无水乙醇或乙醚擦洗烘干,待其绝缘电阻恢复到1013Ω后再使用。

 

   六、检定证书

   传感器出厂前由厂质检部门逐个进行检定,其测量范围、工作温度、灵敏度、线形度、迟滞、重复性、绝缘电阻、固有频率、重量等各个数值逐项填入合格证,随产品出厂。

 

   七、产品的齐套性

   1、 产品合格证                               1份

   2、 产品说明书                               1份

   3、 电缆线GJQ3·645·008                    1根(2米)

   4、 包装盒                                   1只