測沖擊、抓動態(tài)？鐘工帶你解鎖壓電力傳感器的正確姿勢

測沖擊、抓動態(tài)？鐘工帶你解鎖壓電力傳感器的正確姿勢

嘿，各位好，我是力準的傳感器工程師鐘工。今天由我來給大家嘮嘮咱們新推的這一批壓電力傳感器。我就從實際干活兒的角度，說說這幾個“小家伙”到底能幫你解決啥問題，該怎么選。

先說原理：為啥壓電力傳感器適合測“動”的力？

簡單說，就像你用手指快速戳一下壓電陶瓷（比如打火機里那個“點火頭”），它會“啪”一下冒出個電火花。咱們的傳感器核心就是用了類似的材料（高級的石英晶體），你給它一個快速變化的力，它立馬就輸出一個成比例的電信號。

它最大的優(yōu)點就仨：

1. 硬：自身剛度極高，幾乎不變形，你測多大力，它幾乎不“退讓”，所以測出來的力非常真實，不受傳感器本身變形影響。
2. 快：響應速度是微秒（μs）級的，你錘子砸下去那一瞬間的力，它都能清晰捕捉到，沒有延遲。普通應變式傳感器在這點上跟它沒法比。
3. 穩(wěn)：從零下40度到150度都能正常干活兒，車間里、試驗臺上各種環(huán)境都扛得住。

所以，只要是快速變化的、沖擊的、振動的力，比如沖壓、撞擊、發(fā)動機爆震、材料測試機快速加載，選壓電式的就對了。

再來看看這幾款型號，我給大家劃劃重點：

1. LF-YD-D26-H13-60 和 LF-YD-D30-H10-60
這倆是咱們的“主力軍”，量程都是0-60kN，測大一點的沖擊力很拿手。比如：

• D26 諧振頻率到55kHz，特別“靈敏”，適合測高頻振動或者特別短暫的沖擊信號。殼體是不銹鋼的，重34克，中間有個φ8.2的光孔，拿根螺栓穿過去就能固定，裝起來特別利索。
• D30 頻率是45kHz，也夠用。它的電容更大一點（40pF），在某些長電纜傳輸時信號衰減會稍好一丟丟。這倆怎么選？如果你測的力變化頻率特別高，或者安裝空間要求特別緊湊，優(yōu)先D26；如果是一般的沖擊測量，兩者都行，看哪個方便。

2. LF-YD-C01-5
這是我們這系列的“小精靈”。量程只有5kN，但你別小看它。諧振頻率高達70kHz，是所有型號里最快的，專為超高頻動態(tài)測量設計。重量才11克，比一個鑰匙扣還輕，用膠水或者個小夾具就能固定。非常適合集成到小型設備、精密裝配工具或者空間極其有限的實驗裝置里，去測那些細微的、快速的力。

3. LF-YD-C02-10
這是個“特長生”，專門測拉力和壓力，量程是±10kN。注意它的靈敏度是-3.0pC/N，負號代表拉和壓的輸出信號極性是反的，方便區(qū)分方向。它底部有兩個M12的螺紋孔，像個小板凳一樣坐著安裝，非常穩(wěn)固。比如你想測一個零件在裝配時既受推又受拉的力，或者監(jiān)測一個螺栓的預緊力變化，用它就特別合適。

4. LF-YD-D22-H10-35
這是個“均衡型”選手，35kN的量程適中。它的電容值（25.5pF）在搭配不同長度的電纜時，對信號的影響比較折中，通用性很好。如果你第一次嘗試用壓電力傳感器，做35kN以內(nèi)的通用動態(tài)力測試，選它不容易出錯。

工程師的真心提示（選型與使用）：

• 量程不是越大越好：選比你最大預估力大20%-50%的最合適。量程太大，小力測不準；量程太小，容易過載。咱們的產(chǎn)品都有120%的安全過載，但也別硬扛。
• 關(guān)注“諧振頻率”：你要測的力的變化頻率，最好遠低于傳感器諧振頻率的1/5。比如你測的沖擊力主要成分在10kHz以下，那選45kHz或55kHz的都綽綽有余。
• 安裝是門學問：一定要裝得緊、貼得平！傳感器和被測面之間要清理干凈，用螺絲狠狠擰緊，或者用高強度膠粘牢。安裝剛度直接決定你能不能測到真實的高頻信號。我們配的安裝面都是精心加工的，為的就是這個。
• 別忘了配套的“電荷放大器”：壓電傳感器輸出的是微弱的電荷信號，必須接一個專用的電荷放大器（也叫適調(diào)儀），才能轉(zhuǎn)換成標準的電壓信號給采集卡或PLC。這是必須的搭檔，選購時一定記著。
• 靜態(tài)力也能測，但有講究：由于壓電材料有微弱的電荷泄漏，它不適合測長時間保持完全不變的靜態(tài)力（比如一個重物一直壓著）。但它非常適合測“準靜態(tài)”力，也就是變化很慢但仍在變化的力，或者短期保持的力。我們產(chǎn)品“靜態(tài)校準持續(xù)時間長”的特點，就是指這個。

它們都在哪里發(fā)光發(fā)熱？

我舉幾個我接觸過的實際例子：

• 汽車行業(yè)：用D26測安全帶卷收器的瞬間鎖止沖擊力；用C01-5集成到機器人末端，監(jiān)控發(fā)動機缸蓋擰緊螺絲的微小過程力。
• 材料實驗室：用C02-10安裝在材料試驗機上，做材料的拉-壓疲勞測試。
• 工業(yè)生產(chǎn)線：用D30監(jiān)控沖壓機每一次沖壓的峰值力，防止模具過載或產(chǎn)品缺陷。
• 高?？蒲?/strong>：用C01-5貼在結(jié)構(gòu)件上，研究其受撞擊時的力傳遞特性。

希望我這么一說，大家能對咱們這個新產(chǎn)品系列有個更實在的印象。說到底，傳感器就是個工具，選對了工具，活才干得漂亮。

如果你在選型或者實際使用中遇到任何具體問題，隨時來找我們技術(shù)團隊聊。咱們一起，把“力”測準、用好！

鐘工 | 力準傳感技術(shù)部
干了十幾年傳感器，就愛解決各種測不“準”的難題。