三維力與六維力傳感器的工作原理

在多維力傳感器中，工程技術師們會經常接觸到三維力傳感器及六維力傳感器，隨著工業4.0時代的到來，產品技術也有所更新和變化，我們先來了解一下它們的工作原理是什么?

一、三維力傳感器的工作原理：

三維力傳感器基于應變式測力傳感器的基礎上采用電阻應變式原理，也稱應變式三維力傳感器。有彈性元件、電阻應變計和惠斯通電橋電路組成。被測物體的重量作用在彈性元件上使其變形而產生應變量，粘貼在彈性元件上的電阻應變計將與物體重量成正比的應變量轉化為電阻變化，再通過惠斯通電橋電路將電阻變化轉化為電壓輸出，通過顯示儀表將測得此電壓輸出值即可完成測量計量任務。

ME K3D160 三維力傳感器

三維力傳感器的特點：

它可以同時檢測三個方向的力值變化情況，X軸、Y軸、Z軸(垂直力)，同時輸出三組電壓信號，該傳感器有三種測量載荷可選(每通道)，可以通過多通道顯示儀表顯示數據值。

三維力傳感器被廣泛的應用在汽車制造、航空航天、輕紡工業等領域。

二、六維力傳感器的工作原理：

六維力傳感器的每一個力對應一個矢量，它們既有大小又有方向，它的標定都是假設傳感器系統是一個線性系統，即傳感器靜態數學模型滿足

F=CV

V是它的6路原始輸出信息(列信息，單位是V)，F是經過計算的6路力信息(列信息，力的單位是KN，力矩的單位是KNm)[6-7]。

利用施加在六維力傳感器上的廣義力矢量組F和通過數據采集上采樣得到的傳感器6個輸出信號矢量組V求出標定矩陣C，傳感器的輸出信號是一個6路電壓信號組成的矢量。

在不考慮傳感器的非線性因素影響下，只要給傳感器施加6個線性無關的力矢量，并測得對應6個力矢量的傳感器的輸出電壓信號矢量V，就可以得到一個惟一解C。

ME F6D80-40 六維力傳感器

六維力傳感器由于靈敏度高、剛性好、維間耦合小、有機械過載保護功能等優點，被廣泛的應用在機器人、機械裝配、產品測試、機械加工等行業中。

多維力傳感器的出現，加速了科技強國的發展，促進經濟的發展，也讓我們的生活變得更加智能化，生活更加便利。