力平衡式感測器 又稱伺服感測器。是由機械部件與伺服電路組成的力反饋測量裝置，是通過反饋力與輸入力間的伺服平衡來測量輸入力的一類低頻感測器。
基本介紹
- 中文名：力平衡式感測器
- 又稱：伺服感測器
- 實質：力反饋測量裝置
- 組成：機械部件與伺服電路組成
正文,
正文
由機械部件與伺服電路組成的力反饋測量裝置，是通過反饋力（或力矩）與輸入力（或力矩）間的伺服平衡來測量輸入力的一類感測器，又稱伺服感測器。若輸入力或力矩是由其他力學量如加速度、壓力、角加速度、壓力差等變換來的，則還可用它間接測量這些力學量。這些感測器相應地稱為伺服加速度感測器（見圖）、伺服壓力感測器等。
由加速度產生的單自由度慣性輸入力和反饋力同時作用在彈性支承的敏感元件上，兩個力之差使敏感元件產生微小位移，位移變換器將其轉換為電信號，經伺服電路放大和幅相校正後，輸出電流驅動逆變換器（通常為力矩器）產生一個反向的反饋力作用在敏感元件上。當系統開環增益很高時，反饋力與輸入力幾乎完全平衡，敏感元件處於相對平衡位置。與反饋力成正比的力矩器的輸入電流正比於被測力。此電流在取樣電阻上的壓降即為感測器的輸出。
伺服感測器的優點是靜態精度和線性度高，滯後小，重複性好，靈敏度高，閾值小，低頻回響好，動態測量範圍寬。伺服感測器套用於慣性導航和制導系統中，被稱為加速度計。加速度計的輸出經一次和二次積分又可用於精確指示運動物體（如飛彈）的速度和位置，因此它是一種不可缺少的基本測量元件。改變敏感元件和支承、力矩器、位移變換器等關鍵部件可形成種類繁多的加速度計，如液浮擺加速度計、金屬撓性擺加速度計、石英擺加速度計、靜電加速度計和磁懸浮加速度計等。伺服感測器還可用於長周期、低g加速度測量,如用於橋樑、建築、艦船等交通工具以及防地震等的長周期振動測量，而這些測量任務都是其他感測器難以勝任的。伺服感測器的輸出精確地反映感測器靈敏軸與重力加速度方向的夾角，因此它還可用於水準角和傾斜角的精確測量，如石油鑽井井斜測量。在控制系統中它作為檢測元件可以實現水平控制和抑制低頻振動，可用於伺服平台和伺服振動台。採用膜盒膜片作為敏感元件時，可測量氣體和液體的壓力、壓力差。
由加速度產生的單自由度慣性輸入力和反饋力同時作用在彈性支承的敏感元件上，兩個力之差使敏感元件產生微小位移，位移變換器將其轉換為電信號，經伺服電路放大和幅相校正後，輸出電流驅動逆變換器（通常為力矩器）產生一個反向的反饋力作用在敏感元件上。當系統開環增益很高時，反饋力與輸入力幾乎完全平衡，敏感元件處於相對平衡位置。與反饋力成正比的力矩器的輸入電流正比於被測力。此電流在取樣電阻上的壓降即為感測器的輸出。
伺服感測器的優點是靜態精度和線性度高，滯後小，重複性好，靈敏度高，閾值小，低頻回響好，動態測量範圍寬。伺服感測器套用於慣性導航和制導系統中，被稱為加速度計。加速度計的輸出經一次和二次積分又可用於精確指示運動物體（如飛彈）的速度和位置，因此它是一種不可缺少的基本測量元件。改變敏感元件和支承、力矩器、位移變換器等關鍵部件可形成種類繁多的加速度計，如液浮擺加速度計、金屬撓性擺加速度計、石英擺加速度計、靜電加速度計和磁懸浮加速度計等。伺服感測器還可用於長周期、低g加速度測量,如用於橋樑、建築、艦船等交通工具以及防地震等的長周期振動測量，而這些測量任務都是其他感測器難以勝任的。伺服感測器的輸出精確地反映感測器靈敏軸與重力加速度方向的夾角，因此它還可用於水準角和傾斜角的精確測量，如石油鑽井井斜測量。在控制系統中它作為檢測元件可以實現水平控制和抑制低頻振動，可用於伺服平台和伺服振動台。採用膜盒膜片作為敏感元件時，可測量氣體和液體的壓力、壓力差。
