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测力传感器是如何实现物理量的精准测量的?

发布时间:2026-01-28
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文章来源:http://www.shllsensor.com

汽车制造、航空航天、重工装备等高端工业领域,螺栓预紧力作为关键力学参数,直接决定机械结构的连接稳定性、安全性与使用寿命。测力传感器作为捕捉这类核心力物理量的核心器件,承担着将螺栓紧固及工作状态下的机械力转化为可量化电信号的重要使命。上海隆旅电子科技研发的LCZ-208F螺栓预紧力传感器,专为精准监测螺栓预紧力场景设计,凭借针对性的结构优化、可靠的测量性能与广泛的行业适配性,成为高端装备制造中螺栓力测量的优选方案,为设备安全运行提供坚实技术支撑。

核心工作原理:从螺栓受力到电信号的精准转化

LCZ-208F基于电阻应变式传感原理,结合螺栓连接的受力特性实现预紧力的精准感知,这也是工业级螺栓力测量的主流技术路径。其核心组件为定制化轴式弹性体,与螺栓连接结构精准适配,当螺栓被紧固产生预紧力时,弹性体同步承受轴向作用力并发生微小可逆形变,粘贴于其表面的高精度箔式应变片随之产生形变。应变片利用压阻效应,电阻值随形变线性变化——受拉时电阻增大,受压时电阻减小,从而将螺栓的机械力转化为可捕捉的电阻变化信号。
为提升测量精度与抗干扰能力,LCZ-208F采用全桥电路布局,将四片应变片按特定方式组成惠斯通电桥。无载荷状态下,电桥处于平衡状态,输出电压为零;当螺栓预紧力作用于弹性体时,两组应变片分别产生拉伸与压缩形变,形成稳定电阻差值,使电桥失衡并输出与预紧力大小成正比的毫伏级电压信号。该原始信号经后续放大、滤波、温度补偿及模数转换处理后,转化为可读的预紧力数值,完整实现“螺栓受力-弹性形变-电信号输出-数据可视化”的链路闭环。

产品特性:螺栓场景专属的性能突破

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LCZ-208F的核心优势在于其贴合螺栓预紧力测量场景的定制化设计,轴式弹性体结构能精准匹配螺栓连接的受力方向,有效规避侧向力干扰,确保仅对轴向预紧力进行精准响应。传感器采用高强度合金钢材质打造弹性体,兼具优异的结构强度与弹性恢复性能,可承受螺栓紧固时的瞬时冲击力,同时避免长期使用后的形变残留,保障测量重复性与使用寿命。
在性能表现上,LCZ-208F针对性优化了测量精度与稳定性,综合精度控制在0.1%F·S以内,输出灵敏度稳定可靠,能精准捕捉螺栓预紧力的微小波动,有效避免因预紧力不足导致的连接松动或过盈导致的螺栓断裂问题。同时,其具备优良的环境适应性,工作温度范围覆盖-20~+70℃,配备完善的温度补偿电路,可修正环境温度变化对测量结果的影响,搭配密封防护设计,能在重工、航空航天等复杂工况下稳定运行,绝缘性能与抗电磁干扰能力均符合工业高端装备的使用标准。

关键技术参数:适配多场景螺栓测量的量化支撑

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LCZ-208F的参数配置充分兼顾不同规格螺栓与行业场景的需求,量程覆盖多档螺栓预紧力范围,可通过灵活选型适配从中小型设备到大型重工装备的螺栓测量需求。其激励电压兼容工业通用标准,输入输出电阻参数匹配主流数据采集设备、放大器及测控系统,便于快速集成到现有生产线或检测设备中,无需复杂的接口改造。接线采用标准化设计,搭配屏蔽线布局,能有效抑制工业现场的电磁干扰,保障信号传输的稳定性与准确性。
针对螺栓连接的安装特性,LCZ-208F优化了外形结构设计,安装方式与螺栓装配流程适配性强,可快速集成到螺栓紧固工位,不影响原有生产节拍。同时,传感器具备150%F·S的安全过载能力,能应对螺栓紧固过程中的瞬时冲击载荷,避免设备损坏,为工业现场的复杂工况提供充足安全冗余。

选型与应用:贯穿高端装备领域的安全保障

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LCZ-208F提供灵活的定制化选型方案,可根据螺栓规格、预紧力量程、测量精度要求及输出信号类型(mV/V常规信号或4~20mA标准信号)进行组合配置,满足不同行业的个性化需求。例如,在航空航天领域选用高精度型号搭配4~20mA电流输出,可实现长距离信号传输与远程测控,适配高端装备的智能化管理需求;在汽车制造流水线中,可搭配快速响应模块,实现螺栓预紧力的实时监测与反馈,保障装配一致性。
凭借专属的性能设计,LCZ-208F已广泛应用于多个高端领域:在汽车制造中,用于发动机、底盘等关键部位螺栓的预紧力监测,保障整车装配质量;在航空航天领域,适配飞行器结构螺栓的力值检测,满足高精度、高可靠性要求;在重工与风电矿产领域,用于大型设备连接件的预紧力监测,防范设备运行中的松动风险;同时还可应用于军工装备、科研机构的螺栓力值检测实验,成为高端装备安全运行的核心感知部件。


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