机械式传感器是指利用机械变形产生电信号的传感器,通过机械结构将被测量物理量转化为力或位移,并将其转化为输出信号。其基本特点是结构简单、响应速度较快、适用范围广泛。机械式传感器主要应用于工业自动化、机械控制、航空航天等领域。
机械式传感器的工作原理是通过内部机械结构将被测量的物理量转化为位移或力,再将其转化为电信号输出。例如,压力传感器通过感受介质的压力,使内部弹性元件发生微小变形,再将变形量转化为电信号输出。位移传感器通过感受物体的位移,使感受头发生微小变形,从而产生电信号。
机械式传感器的机械结构通常包括弹性元件、传动机构和输出装置。弹性元件是传感器的主要敏感元件,其变形量与被测量的物理量成正比;传动机构将弹性元件的变形量转化为输出信号,通常采用杠杆、传动螺杆和齿轮等机构;输出装置将传动机构的机械运动转化为电信号输出。
机械式传感器根据其测量的物理量,可以分为压力传感器、温度传感器、位移传感器、角度传感器等。其中,压力传感器是最常见的机械式传感器,其应用范围涵盖液压系统、气动 system、油气管道等多个领域。
机械式传感器根据其测量方式,可以分为直接测量型和间接测量型。直接测量型传感器是指通过内部机械结构直接将物理量转化为机械位移或机械力,并将其转化为电信号输出的传感器;间接测量型传感器是利用其他物理量进行转换,再将其转化为电信号输出的传感器,例如,通过利用温度对电阻或电容的影响,测量温度并输出电信号。
机械式传感器广泛应用于工业自动化、机械控制、航空航天、医疗设备等领域。以压力传感器为例,其在工业自动化领域的应用包括压力控制、阀门控制、加热炉温度控制等;在航空航天领域的应用包括飞机液压系统的压力监测、引擎的温度控制等;在医疗设备领域的应用包括血压计、呼吸机等。