力学传感器功能 原理 分类 国内外主力生产商家

微感

力学传感器简介：感知世界的“力量”

力学传感器，顾名思义，是用于检测力学量（如压力、拉力、压力、扭矩等）并将其转换为电信号的一类关键器件。它是工业自动化、测试测量领域的“触觉神经”，为我们控制和理解物理世界提供了最基本的数据支撑。
一、 原理介绍

力学传感器的核心工作原理是应变效应和压阻效应。
应变效应： 大多数力学传感器内部都有一个核心元件——应变片。它是一种由金属箔制成的敏感栅格，牢固地粘贴在弹性体上。当弹性体因外力作用发生形变（应变）时，附着在上面的应变片也会随之被拉长或压缩，导致其金属导体的电阻值发生改变。通过精确测量这个微小的电阻变化，就可以计算出所受外力的大小。
压阻效应： 对于某些半导体材料（如单晶硅），在受到应力作用时，其电阻率会发生显著变化。利用此原理制成的压阻式传感器，灵敏度更高，体积可以做得更小，广泛应用于压力传感器和微型加速度计中。

简单来说，力学传感器的工作流程可以概括为：
外力作用 → 弹性体形变 → 应变片电阻变化 → 测量电路检测 → 输出标准电信号（如电压、电流）
二、 功能介绍

力学传感器的主要功能是将抽象的力学量转化为可被系统识别、显示和处理的电信号，从而实现：
测量： 精确测量力、重量、压力、扭矩等物理量。例如，在电子秤、试验机上称重，在发动机上测试扭矩。
控制： 作为控制系统的反馈单元。例如，工业机器人抓取鸡蛋时，通过力传感器反馈来控制夹持力，防止捏碎。
监测与安全： 实时监测设备和结构件的受力状态，实现过载保护、预测性维护。例如，在起重机、桥梁、索道上安装力传感器，确保运行安全。

三、 分类介绍

根据测量的力学量类型，力学传感器主要分为以下几类：
力传感器： 主要用于测量拉力或压力。

称重传感器： 最常见的一种，专门用于测量物体的质量（重量），广泛应用于电子秤、地磅、料仓称重等。
扭矩传感器： 用于测量旋转轴的扭矩，是发动机、电机、变速箱测试的关键设备。

压力传感器： 用于测量气体或液体的压强。

按测量类型分： 表压传感器、绝压传感器、差压传感器。
按应用分： 广泛应用于汽车（胎压监测）、工业控制（管道压力）、医疗设备（血压计）、航空航天等领域。

加速度传感器： 用于测量物体运动的加速度。

工作原理分： 压电式、电容式、压阻式等。
应用： 手机屏幕翻转、汽车安全气囊触发、工业设备振动监测。


四、 主力生产厂家推荐

全球力学传感器市场由国际巨头和国内领先企业共同主导。
国际知名厂家：
HBM： 德国品牌，被誉为“应变测量技术之父”，在高精度传感器、测试与测量领域处于全球领先地位，尤其以称重和扭矩传感器见长。
梅特勒-托利多： 瑞士公司，是全球领先的称重设备和仪器制造商，其称重传感器在工业、实验室和商业零售领域享有盛誉。
TE Connectivity： 瑞士/美国公司，是全球最大的传感器解决方案提供商之一，产品线极其丰富，覆盖压力、力、扭矩等多种类型。
博世： 德国公司，在MEMS传感器领域（如加速度计、压力传感器）是全球市场的领导者，产品大量用于消费电子和汽车行业。

国内领先厂家：
中航电测： 中国航空工业集团旗下公司，是国内技术实力最强的应变计和传感器供应商之一，产品广泛应用于航空、交通、工业等领域。
柯力传感： 国内称重传感器领域的龙头企业，产品覆盖面广，市场占有率很高，在工业物联网领域也有深入布局。
蚌埠合力： 专注于应变式称重传感器，是国内重要的传感器生产基地之一，产品性价比高。

总结： 力学传感器是现代工业和科技不可或缺的基础元件。从精密的实验室仪器到庞大的工业设备，从我们驾驶的汽车到日常使用的手机，其身影无处不在。随着智能制造和物联网的发展，对其精度、可靠性和智能化的要求将越来越高，市场前景持续广阔。