無錫盛賽傳感科技有限公司是壓阻式陶瓷張力傳感器和壓力傳感器研發(fā)企業(yè)講實踐。1997年在研發(fā)“一體化壓阻式陶瓷壓力傳感器”(Integration Piezoresistive ceramic pressure sensor)基礎(chǔ)上數字技術,于2014年研發(fā)了新型“齊平膜壓阻式陶瓷壓力傳感器”(Flush diaphragm ceramic pressure sensor);張力傳感器領(lǐng)域里市場開拓,在壓阻式陶瓷張力傳感器基礎(chǔ)上研發(fā)了壓阻陶瓷微張力傳感器(Piezoresistive microtension ceramic sensor)措施。
微張力傳感器在無人機、機器人要落實好、工業(yè)自動化領(lǐng)域里核心部件緊密相關,并在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。下面就微張力傳感器在工業(yè)自動化和機器人領(lǐng)域應(yīng)用作簡要介紹先進技術。
在工業(yè)自動化領(lǐng)域里培訓,隨著卷取機械的高速化和智能化,如紡織工業(yè)化纖宣講手段、絲綢重要工具、毛棉等卷筒系統(tǒng)隨著設(shè)備盤卷過程中直徑變化,卷材的張力也產(chǎn)生變化基礎,如果不對高速運轉(zhuǎn)的卷盤張力即動態(tài)張力進行有效控制性能,表面就會出現(xiàn)皺折、厚薄不均現(xiàn)象對外開放;如用于紙張技術創新、薄膜、橡膠資料、光纖等材料解卷或上卷廣泛應用,如果不對盤卷動態(tài)張力進行控制,同樣會出現(xiàn)彎曲新產品、厚度變化乃至斷裂去完善。
張力控制器的核心控制部件是張力傳感器。它是直接將盤卷高速運轉(zhuǎn)的動態(tài)張力信號線性轉(zhuǎn)換成電信號(如I2C輸出)長遠所需,再由MCU或PLC控制盤卷電機轉(zhuǎn)速和張力求索,從而實現(xiàn)動態(tài)張力進行控制讓人糾結。
目前,國內(nèi)外張力傳感器分接觸式和非接觸式二種穩定發展。接觸式張力傳感器是指傳感器的測力桿直接檢測盤卷載體張力基石之一,因而檢測精度高反應(yīng)靈敏度高,目前它是國內(nèi)外盤卷系統(tǒng)主流動態(tài)張力傳感器增持能力。此類傳感器有應(yīng)變片式和壓電陶瓷式兩種共同努力;非接觸式張力傳感器有霍爾傳感器,實際上它是檢測盤卷載體線速度再轉(zhuǎn)換成張力信號追求卓越,控制精度低和抗干攏能力低是它的致命缺點逐漸完善。然而接觸式張力傳感器目前國外僅有少數(shù)廠家有生產(chǎn),由于國外這種接觸式張力傳感器本身都不帶溫度補償合理需求,存在工作溫度適應(yīng)性差缺點是目前主流。且高昂的價格使國內(nèi)工業(yè)自動化卷取機械只有采用非接觸式霍爾傳感器替代。
接觸式張力傳感器雖然在信號采樣方式上有優(yōu)勢高效,但還存在著很大缺陷應用創新。如應(yīng)變片式張力傳感器它必須將應(yīng)變片用有機粘結(jié)劑粘到不銹鋼或聚酯膜片上提高,此類傳感器遲滯性差機構,且由于只能用單片應(yīng)變片粘結(jié),輸出靈敏度低且應(yīng)變片的溫飄大交流,不能用于高精度高可靠卷取機械基礎;而壓電陶瓷式張力傳感器由于是非線性電壓輸出,因而目前國內(nèi)外尚未有實際應(yīng)用還不大。
近年來國內(nèi)有多家大專院校和科研院所如西北工業(yè)大學高產、江南大學、以及中恒集團對我國張力傳感器的發(fā)展與我們多次進行了探討發揮作用,一致認為必須發(fā)展新型的微張力壓阻式陶瓷張力傳感器良好,以改變目前卷取機械自動化被動局面勢在必行。
新型微張力壓阻式陶瓷張力傳感器銘記囑托,采用了國際三級溫補技術(shù)和高精度Hybrid工藝技術(shù)顯著,能實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)開放以來,成本較國外有優(yōu)勢占,是國外微張力傳感器的升級換代產(chǎn)品。圖1是微張力傳感器外形圖提供了有力支撐。
圖1
表1為微張力傳感器線性精度實測數(shù)據(jù)激發創作,圖2為量程范圍內(nèi)線性曲線。
Newton | 0 | 0.01 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 |
mV | 0.59 | 2.41 | 22.5 | 44.7 | 65.05 | 84.53 | 105.4 |
表1
經(jīng)測試進一步意見,微張力傳感器主要技術(shù)性能如表2增幅最大。
張力范圍(牛頓力) | 工作溫度范圍 (℃) | 零 位 輸 出 (mV) | 零 位 溫 飄 (%/FS/℃) | 精 度 (%FS) | 過 載 保 護 (%) | 工 作 電 壓 (V/DC) | 輸 入 阻 抗 (KΩ) | 輸 出 阻 抗 (KΩ) |
0.03-0.3 | 0-45 | 0±0.5 | ≤0.02 | 0.1 | 200 | 9-30 | 11k±2kΩ | 9.5±2kΩ |
表2
圖2 為微張力傳感器激光修調(diào)系統(tǒng)共享應用。圖3為微張力傳感器的線性曲線。

圖2