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诀窍与技巧 | 安装压电力传感器的5个规则
在工业应用领域，压电力传感器凭借其结构紧凑、抗过载能力强、位移小以及可用于高动态测量环境等诸多优势，发挥着重要作用。但想要让它稳定、精准地工作，安装环节至关重要。今天就来给大家分享安装压电力传感器必须遵守的 5 个规则。
1.初始应力：安装必备的「稳定器」
CFW力垫圈结构平滑且没有加载预应力，因此安装时需要加载预应力。这类传感器在安装时必须进行标定。力垫圈预应力加载是保证传感器的线性和耐久性的必要条件。预应力意味着安装时另外一个机械部件必须和力传感器平行安装。我们建议对力垫圈必须要加载至少10%的量程的预应力。力垫圈自身可以用来测量初始应力。
此时，测量力的部分被预应力元件分流，因此在安装时，预应力和分流力都需要测量。在安装完成后标定力垫圈是必须的，也就是比较传感器的输出信号和已知力。测量结果的精度主要依据标定精度。
2.提高输出信号质量
电荷放大器图示
压电传感器的电荷输出通过电荷放大器可以直接输出等比例电压信号。压电传感器尤其适合动态测量, 也就是非零点相关测量。由压电测量链产生的漂移非常低，因此即使非常高的要求下，也不会影响测量精度。漂移会对电荷放大器产生影响。如果安装和连接正确的话，压电传感器自身不会显示出漂移。若采用石英作为传感器材料的话，测量链的最大漂移为 0.1 pC/s 或者 25 mN/s ；若采用镓磷酸盐作为材料，漂移最大为 13 mN/s。
为实现更低的漂移，需要注意以下两点：
1）与电荷放大器的磨合：在测量开始之前，电荷放大器必须运行至少一个小时。
2）连接的清洁：如果传感器和电荷放大器之间电缆的绝缘电阻过低，因为电荷会通过过低的电阻进行放电，测量链会出现漂移。为了保证压电测量链更低的漂移，插头和端子必须一直保持清洁。请注意不要用手接触开放的接触表面，因为这样会降低绝缘电阻。我们推荐使用保护帽 (随货提供) 只有当电荷放大器和传感器连接后，才能拧下。当连接被断开，保护帽需要重新再拧。压电力传感器和电荷放大器连接必须通过高质量的同轴电缆连接, 我们提供的电缆编号为 1-KAB143/3。如果电缆不能修理，必须进行替换。如果测量链一直通过电缆连接，传感器一直存储在保护帽中，通常不会出现接触表面污染的情况。
3.清洁污染的端子
然而，即使非常小心，端子仍然可能出现污染。如果端子被污染，可以按照下列步骤进行清洁：
先拧下端子
用清洁垫(订购号 1-8402.0026)对端子的表面进行清洁
用纯异丙醇喷洒端子表面(例如：RS Components 的 IPA200 )
用新的清洁垫再次清洗
电缆插头无需清洗，如果电缆被污染，需要立即替换。清洗剂RMS1适用于应变片安装点的清洗，不适合清洗压电传感器。
4.优化力传感器的工作环境
传感器温度对特性曲线的影响：温度对传感器灵敏度的影响非常小，低于0.2% / 10K ，在大多数情况下可以忽略不计。温度的变化会导致热应力。此外，预加应力元件的弹性模量也与温度有关。重要的是，输出信号只有在温度变化时才会发生变化。在静态状态下，不会产生电荷，因此温度变化不会对测量产生影响。
温度的影响可以通过以下方法降低：
传感器在应用温度下足够时间
在测量之前不要接触，因为受热会不均匀地加热传感器
在每个测量周期之前执行复位
温度变化导致的漂移非常低，尤其是测量时间只有几分钟或者测量力比较大的情况，因此一般不会对测量精度产生影响。
5.注意负载限制
在压电力传感器中，石英体直接位于力流中，测量体 (石英或 GaPO4) 决定着额定力的最大值。施加的弯矩可能会导致传感器过载，因为石英体会被单边强烈加载。最大机械应力通过由弯矩导致的应力以及被测量的轴向力的负载应力来进行估算。在任何环境下，都不得超过最大允许的表面压力。由于输出信号和额定量程无关，因此可以选择更高的额定力进行测量以避免过载。上图展示了最大可能的弯矩和过程力的关系。对于力垫圈最大的弯矩可以达到负载应力的 50% 。
如果弯矩由单边力产生，侧向力也能够降低最大值。由弯矩产生的测量误差非常低，因为石英单边的高应力可以通过另一边的低应力来进行补偿。如果力垫圈 (1-CFW/50kN)负载的弯矩为100 Nm, 这将产生 -2.3N 的输出信号。请参考产品数据表中的最大侧向力。
掌握这5个安装和使用要点，压电式力传感器就能在你的工作中发挥更大价值，也就能更好地为我们的工业测量服务。
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