力传感器在相对测量中的应用

相对测量应用海达尔，FraciFrand产品经理和应用工程师，分享了一个故事，关于他如何帮助客户使用柔性力传感器将电压的变化与力的变化联系起来，或者称为相对测量方法。

对于嵌入挠性力传感器的许多装置或设计，力传感器用于将电压输出与绝对力单位（例如牛顿、千克、磅等）相关联。这被认为是绝对测量应用。这些类型的应用遵循典型的校准程序。

另一方面，当使用力传感器将电压变化与力变化关联起来时，这些被认为是相对测量应用。这些力传感应用采用不同的校准程序。

客户案例：在液位检测应用程序中考虑漂移

根据我们的规格，当传感器用我们推荐的电路供电时，柔性力传感器通常具有输出漂移率＜5% /对数时间。这意味着设计工程师应该有一些期望，绝对测量值可能会随着时间发生变化。

对于相对测量应用，设计工程师可以将电压变化与施力的相对变化联系起来，而不是查看特定的绝对电压输出。简言之，对于相对测量应用，设计工程师应将差动电压输出视为力的函数（或V对F曲线的斜率（图1））。

随时间漂移校准

在这个例子中，客户希望使用柔性力传感器作为确定容器内流体水平的方法。如图2所示，此应用中的传感器位于容器下方。

由于传感器漂移将导致传感器的输出电压随时间逐渐变化，因此使用绝对电压输出来确定容器内的液位成为一项挑战。例如，如果容器长时间处于半满状态，静态负载会导致静态负载下的输出增加，并可能错误地指示容器内的实际液位。

在这个应用中，使用相对测量是很有用的，因为与绝对值不同，V vs F曲线的斜率保持相对恒定，而不管输出有多大的变化（图3）。对于这种应用，设计工程师的目标是改变电压（相对于100%满）以指示容器中的液位

集装箱设计

液位检测应用的校准参数

容器液位电路输出（V）输出变化（V）

100%3V 0V

75%2V-1V

50%1.5伏-1.5伏

随着时间的推移，如图3所示，客户开始注意到，在100%满的情况下，容器的电压输出从3V增加到4V。但是，由于差动电压（相对于力）保持不变，设计工程师可以确信，无论绝对值是多少，1伏的降低都会平均容器液位下降了25%。

适应相对测量应用的电压输出变化

遵循相对测量方法的常用应用程序组：

占用率检测

接触检测

遮挡检测

库存管理

密封完整性

电池管理

常规温度变化的应用

盗窃检测

存在检测

感应压差或力

触发

阈值

开/关检测或切换

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