第一部分: 如何挑选力传感器

1.Q: 石英力传感器与载荷传感器是同一种传感器吗?

A: 从传感器的名字来讲-力和载荷-有时是可以互换的。然而，载荷传感器更多指的是应变式静态力传感器，石英力传感器为压电式(PE)的装置。

2.Q: 在通常的称重应用中，石英力传感器可以跟应变式载荷传感器互换吗？

A: 答案是：不可以。由于压电漂移和放电时间常数的影响，石英力传感器不能长时间对物体进行称重测量。PE 力传感器不能实现 DC (0 Hz)响应。

3.Q: 与电阻应变式传感器相比压电石英力传感器具有哪些优势和特点？

A：动态范围–定义为传感器可测量的最小幅值（本底噪声）至最大幅值（满量程）的比率。石英力传感器的动态范围比电阻应变式高 10 倍以上。

刚度–石英力传感器的刚度一般比电阻应变式传感器高 10 倍以上。

灵敏度稳定性– 石英力传感器由无活动件的固体组件制造，无老化效应。

线性测量范围– PE 石英力传感器的线性测量范围是应变式载荷传感器的数倍。工作量程能够扩展到 1000 倍以上。

温度范围–电荷型石英力传感器工作温度可达 400 °F (204 °C)。电阻应变式只能到 200 °F(93 °C)。尺寸 – 量程为 5,000 lb (22 kN) 的石英力传感器直径尺寸为 0.75 inch (19 mm) ，而具有相同测量能力的电阻应变式的尺寸为 3-4 inch (76-102 mm) 。

寿命周期成本 – 石英力传感器由于刚度很大，具有更长的使用寿命。而且需要校准的次数比电阻应变式要少。

5.Q:在压电式（PE）力传感器中，使用石英晶体与使用陶瓷材料相比有何优势和特点？

A:长期稳定性好 –  石英为自然压电晶体，不会受到大的机械，热或者电气冲击的影响。具有短时静态校准能力 –  常见的定负载准静态校准可以通过使用电荷放大器来实现。陶瓷元件需要进行动态校准。

刚度要高得多 –从很小的输入到满量程均具有极好的线性度。热敏感性更小 – 在很宽的工作温度范围内，灵敏度变化很小。

电容值更低– 可以输出更高的电压 (电压 = 电荷量 / 电容)，更小的噪声。

6.Q:为什么有些石英力传感器只能测量压缩力，而有的却可以同时测量拉伸力和压缩力？

A: 压-拉力的输出能力取决于石英力传感器的构造。有些型号，比如 208 系列, 通过对石英元件施加内部预紧，这种设计使得传感器易于附着在结构上进行拉压测量。

其它的力链和力环的设计没有内部预紧，对于力链性传感器，预紧安装硬件在传感器的外部，并围绕传感器施加预紧。这种生产工艺也使传感器能进行拉压测量，并易于安装。

力环的预紧经常作为安装过程的一部分来进行。任何通过安装硬件施加的预紧力值都可能会使传感器得到预紧。对一个力环一百磅的预紧，将使得传感器具有大约 100 磅的拉伸负载的测量能力。

7.Q:力环和力链的区别在哪里?

A: 力链就是通过两个大螺母预紧过的简单力环。螺母可以帮助安装，对力环的压缩和拉伸测量提供所需的预紧力。

8.Q: 为什么 208 和 218 系列的拉伸力量程只有 500 lbs，但是压缩力量程可达到 5000 lbs?

A: 内部预紧力和螺纹尺寸的限制导致其量程为 500 lbs。

9.Q: 为什么 1 lb 的物体从任何高度落到冲击力传感器上，都不能测到对应 1lb 的力？

A: 合成的冲击力来自于物体的重量和的最终速度，如需更多信息可参考 PCB®公司的白皮书“Impact and Drop Testing with ICP®Force Sensors”。

10. Q:ICP® 力传感器 (208C03, 201B03, 200B03 and 221B03) 具有相同的灵敏度（10 mV/lb ）和量程（500 lbs），如何确定哪一种最适合呢？

A: 由于规格参数很类似，安装的要求在传感器的选择中起决定作用。

11.Q:为什么大多数 ICP®石英力传感器与 ICP®型加速度计和压力传感器相比有更长的放电时间常数(DTC)？

A: 保证在 DC 耦合情况下，可以对 ICP® 力传感器进行准静态校准。

12.Q: 为什么与 ICP®力传感器相比，电荷型的石英力传感器具有更大的量程能力？ A: ICP® 力传感器在微电路中具有固定范围的电容，因此限定了具体型号的量程。

电荷型传感器不包含内置微电路。使用具有可调量程电容的外接电荷放大器，可以实现传感器量程的调节。

13.Q:对于压缩力输入来讲，为什么电荷型石英力传感器为负极性输出，而 ICP®力传感器为正极性输出?

A: 电荷型传感器的信号通常需要使用外部电荷放大器。大多数电荷放大器会反转信号极性。这样，来自传感器的负极性信号，经过电荷放大器的反转，变成正极性。

ICP® 信号适调仪不会反转信号极性，这样来自传感器的正极性信号就会输入到数采系统中。

14.Q: 多个力传感器一起使用时，可以将测量结果相加吗？

A: 可以, 在电荷模式中。例如,如果应用需要一个每个角都安装有力传感器的测力板，力传感器信号可以通过 PCB® 的 070A15 进行求和，然后将求和结果传送到单独的电荷放大器中。

ICP® 型力传感器需要在想 PCB® 的 482M66 和 070M69 等特殊的求和模块中进行计算。