力傳感器在汽車(chē)測試中的應用

實(shí)際上，力傳感器對于整個(gè)汽車(chē)設計和制造過(guò)程都是至關(guān)重要的。它們被廣泛地用在部件和系統級測試、發(fā)動(dòng)機和動(dòng)力總成測試、車(chē)輛和試驗廠(chǎng)測試、總裝和最終測試以及各種賽車(chē)應用中。它們在確定新車(chē)和部件設計的完整性和最優(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。通用型力傳感器設計用于靜態(tài)載荷應用或者低循環(huán)頻率載荷應用。

圖1 力傳感器用于車(chē)輛裝配中的測試和質(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。

對于測試應用工程師而言，有多種類(lèi)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。力傳感器的結構材料通常（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)輪狀懸臂梁設計的彈性體。這樣可以實(shí)現更復雜的力傳感器封裝。此類(lèi)力傳感器的應用示例包括腳踏板上的受力測量等。

圖2 使用力傳感器進(jìn)行測試期間的部件和子系統

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計布置的。堅固耐用的結構有助于造出更精確的力傳感器，同時(shí)可將未經(jīng)中心線(xiàn)所施加載荷（也就是非軸向負載）的影響降至最低。其應用領(lǐng)域與多彎曲梁式傳感器相似，但是輪輻式設計更適合需要更高精度或者可能會(huì )有外部機械載荷影響的測試應用。其應用示例包括懸架系統的部件裝配等。

多柱式力傳感器通常具有更大的量程（在110～9000kN之間）。另外，柱式設計可在維持測量極高載荷能力的同時(shí)實(shí)現更高效的封裝。此類(lèi)力傳感器可用在各種部件或材料在失效前的結構測試（壓向或拉向）中，以有效確定出其預期壽命和結構完整性。其應用示例包括驅動(dòng)輪軸、門(mén)、框架和車(chē)身測試等。

選擇力傳感器時(shí)，除考慮和理解應用的所有規格參數要求以外，還必須考慮到精度、運行環(huán)境、物理尺寸和機械接口以及與測量系統聯(lián)接所需的電氣輸出等關(guān)鍵因素。力傳感器應該滿(mǎn)足或超出所考慮的這些項目的標準值。

此外，對供應商的產(chǎn)品和服務(wù)聲譽(yù)及其行業(yè)熟悉程度也應進(jìn)行考慮。所選擇的供應商應該理解汽車(chē)制造商所面臨的挑戰和對力傳感器技術(shù)越來(lái)越高的要求，以實(shí)現超靈敏和可靠的測試。