第二章第二章 机械式传感器机械式传感器2.1 2.1 弹性元件弹性元件 机械式传感器以弹性体作为传感器的敏感元件，故又称弹性敏感元件。它的输入量可以是力、压力、温度等物理量，而输出则为弹性元件本身的弹性变形。这种变形经放大后可成为纹膜片、波纹管等；用于温度测量的双金属片等。 测力计有机测法和电测法两种。机测法中力经滚珠（保证点接触测力，垂直输入），再经弹簧实现机械衰减，最后经压力表读数。电测法是在框架弹簧上贴应变片, 以弹簧应变来折算力的大小。 测力计有机测法和电测法两种。机测法中力经滚珠（保证点接触测力，垂直输入），再经弹簧实现机械衰减，最后经压力表读数。电测法是在框架弹簧上贴应变片，以弹簧应变来折算力的大小 。 压力计有机测法和电测法两种。机测法中压力推动膜片、经杠杆放大显示，或压力使波登管伸直，经杠杆齿轮放大。电测法中压力推动膜片、使应变片变形输出R，或波登管变形使应变片变形输出R。 温度计（由两温度膨胀系数不同的金属组成的双金属片, 当温度变化时会发生弯曲）。温度计有机测法和电测法两种。机测法中其挠度表示温度变化。电测法中应变片受拉或压，输出R。 机械式传感器做成的机械式指示仪表具有结构简单、可靠、使用方便、价格低廉、读数直观等优点。但弹性变形不宜大，以减小线性误差。此外，由于放大和指示环节多为机器传动，不仅受间隙影响，而且惯性大，固有频率低，只宜用于检测缓变或静态被测量。 为了提高测量的频率范围，可先用弹性元件将被测量转换成位移量，然后用其他型式的传感器(如电阻、电容、电涡流式等)将位移量转换成电信号输出。 弹性元件具有蠕变、弹性后效等现象。材料的蠕变与承载时间、载荷大小、环境温度等因素有关。而弹性后效则与材料应力一松弛和内阻尼等因素有关。这些现象最终都会影响到输出与输入的线性关系。因此，应用弹性元件时，应从结构设计、材料选择和处理工艺等方面采取有效措施。 2.2 微型探测开关微型探测开关 上图表示开关中的一种。它由两个簧片组成，在常态下处于断开状态。当它与磁性块接近时，簧片被磁化而接合，成为接通状态。图中，只有当钢制工件通过簧片和电磁铁之间时，簧片才会被磁化而接合，从而表达了有一件工件通过。这类开关，可用于探测物体有无、位置、尺寸、运动。