力傳感器在汽車測(cè)試中的應(yīng)用

實(shí)際上，力傳感器對(duì)于整個(gè)汽車設(shè)計(jì)和制造過(guò)程都是至關(guān)重要的。它們被廣泛地用在部件和系統(tǒng)級(jí)測(cè)試、發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力總成測(cè)試、車輛和試驗(yàn)廠測(cè)試、總裝和最終測(cè)試以及各種賽車應(yīng)用中。它們?cè)诖_定新車和部件設(shè)計(jì)的完整性和最優(yōu)化方面都能發(fā)揮重要作用，同時(shí)還有助于保證效率、安全性和正確的功能。

力傳感器具有“疲勞壽命”額定值。通用型力傳感器設(shè)計(jì)用于靜態(tài)載荷應(yīng)用或者低循環(huán)頻率載荷應(yīng)用。

圖1 力傳感器用于車輛裝配中的測(cè)試和質(zhì)量保證

它們通常均可承受100萬(wàn)次疲勞壽命，但是具體次數(shù)依載荷水平和傳感器材料而定。耐疲勞力傳感器則可承受數(shù)百萬(wàn)次甚至億次載荷循環(huán)，且不會(huì)影響力傳感器的性能。

對(duì)于測(cè)試應(yīng)用工程師而言，有多種類型的力傳感器可供選擇，包括多彎曲梁式、多柱式和剪切力等。而這些正是所有可能的力傳感器外形和/或配置的基本組成模塊。力傳感器的結(jié)構(gòu)材料通常（但不限于）有碳鋼、不銹鋼和鋁等。

多彎曲梁式力傳感器通常具有較小的量程（≤22kN），并且具有一個(gè)輪狀懸臂梁設(shè)計(jì)的彈性體。這樣可以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的力傳感器封裝。此類力傳感器的應(yīng)用示例包括腳踏板上的受力測(cè)量等。

圖2 使用力傳感器進(jìn)行測(cè)試期間的部件和子系統(tǒng)

剪切力力傳感器通常具有中等/較寬的量程范圍（在2～1000kN之間），也有一個(gè)輪狀彈性體，但是其梁是以剪切設(shè)計(jì)布置的。堅(jiān)固耐用的結(jié)構(gòu)有助于造出更精確的力傳感器，同時(shí)可將未經(jīng)中心線所施加載荷（也就是非軸向負(fù)載）的影響降至最低。其應(yīng)用領(lǐng)域與多彎曲梁式傳感器相似，但是輪輻式設(shè)計(jì)更適合需要更高精度或者可能會(huì)有外部機(jī)械載荷影響的測(cè)試應(yīng)用。其應(yīng)用示例包括懸架系統(tǒng)的部件裝配等。

多柱式力傳感器通常具有更大的量程（在110～9000kN之間）。另外，柱式設(shè)計(jì)可在維持測(cè)量極高載荷能力的同時(shí)實(shí)現(xiàn)更高效的封裝。此類力傳感器可用在各種部件或材料在失效前的結(jié)構(gòu)測(cè)試（壓向或拉向）中，以有效確定出其預(yù)期壽命和結(jié)構(gòu)完整性。其應(yīng)用示例包括驅(qū)動(dòng)輪軸、門(mén)、框架和車身測(cè)試等。

選擇力傳感器時(shí)，除考慮和理解應(yīng)用的所有規(guī)格參數(shù)要求以外，還必須考慮到精度、運(yùn)行環(huán)境、物理尺寸和機(jī)械接口以及與測(cè)量系統(tǒng)聯(lián)接所需的電氣輸出等關(guān)鍵因素。力傳感器應(yīng)該滿足或超出所考慮的這些項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)值。

此外，對(duì)供應(yīng)商的產(chǎn)品和服務(wù)聲譽(yù)及其行業(yè)熟悉程度也應(yīng)進(jìn)行考慮。所選擇的供應(yīng)商應(yīng)該理解汽車制造商所面臨的挑戰(zhàn)和對(duì)力傳感器技術(shù)越來(lái)越高的要求，以實(shí)現(xiàn)超靈敏和可靠的測(cè)試。