三维力与六维力传感器的工作原理

在多维力传感器中，工程技术师们会经常接触到三维力传感器及六维力传感器，随着工业4.0时代的到来，产品技术也有所更新和变化，我们先来了解一下它们的工作原理是什么?

一、三维力传感器的工作原理：

三维力传感器基于应变式测力传感器的基础上采用电阻应变式原理，也称应变式三维力传感器。有弹性元件、电阻应变计和惠斯通电桥电路组成。被测物体的重量作用在弹性元件上使其变形而产生应变量，粘贴在弹性元件上的电阻应变计将与物体重量成正比的应变量转化为电阻变化，再通过惠斯通电桥电路将电阻变化转化为电压输出，通过显示仪表将测得此电压输出值即可完成测量计量任务。

ME K3D160 三维力传感器

三维力传感器的特点：

它可以同时检测三个方向的力值变化情况,X轴、Y轴、Z轴(垂直力),同时输出三组电压信号,该传感器有三种测量载荷可选(每通道),可以通过多通道显示仪表显示数据值。

三维力传感器被广泛的应用在汽车制造、航空航天、轻纺工业等领域。

二、六维力传感器的工作原理：

六维力传感器的每一个力对应一个矢量，它们既有大小又有方向，它的标定都是假设传感器系统是一个线性系统，即传感器静态数学模型满足

F=CV

V是它的6路原始输出信息(列信息,单位是V),F是经过计算的6路力信息(列信息,力的单位是KN,力矩的单位是KNm)[6-7]。

利用施加在六维力传感器上的广义力矢量组F和通过数据采集上采样得到的传感器6个输出信号矢量组V求出标定矩阵C，传感器的输出信号是一个6路电压信号组成的矢量。

在不考虑传感器的非线性因素影响下，只要给传感器施加6个线性无关的力矢量，并测得对应6个力矢量的传感器的输出电压信号矢量V，就可以得到一个惟一解C。

ME F6D80-40 六维力传感器

六维力传感器由于灵敏度高、刚性好、维间耦合小、有机械过载保护功能等优点，被广泛的应用在机器人、机械装配、产品测试、机械加工等行业中。

多维力传感器的出现,加速了科技强国的发展,促进经济的发展,也让我们的生活变得更加智能化,生活更加便利。