一、力传感器分类及优缺点
常用的测力传感器包括:应变式测力传感器、电容式测力传感器、电阻应变片测力传感器、压电式测力传感器和微应变式传感器等，下面分别介绍它们的优缺点。
1、应变式测力传感器
- 优点：精度高、稳定性好、灵敏度高、响应速度快、线性度好。
- 缺点：较为昂贵、安装复杂、易受温度变化和环境因素影响、易产生横向载荷干扰。
2、电容式测力传感器
- 优点：精度高、响应速度快、干扰小、自重轻、易于安装。
- 缺点：受温度变化影响较大、线性度差、安装环境和条件要求较高。
3、电阻应变片测力传感器
- 优点：响应速度快、精度高、重量轻、可靠性好、线性度好。
- 缺点：易受横向载荷干扰、易受温度变化和环境因素影响、易受振动干扰影响。
4、压电式测力传感器
- 优点：线性度好、精度高、体积小、响应速度快、不受温度影响。
- 缺点：易产生小信号，需要前置放大器进行放大、对环境质量要求高、易受冲击和振动影响。
5、微应变式传感器
- 优点：体积小、响应速度快、精度高、可靠性好、重量轻。
- 缺点：易受温度变化和环境因素影响、易受振动干扰、线性度差、需要专门的测量电路进行测量。
综上所述，选择何种测力传感器主要取决于具体应用环境和要求，需根据实际情况综合考虑其优缺点。
二、力监测相关应用
1、深部位移监测系统
1） 应用背景
在一些复杂的滑坡、边坡工程中，地表测量无法监测边坡岩土体内部蠕变和确定滑动面，而通过深部位移监测可有效而准确地判别滑面的位置、变形特征，从而为灾害的针对性处治方案确定提供非常直观的数据支持。
2） 产品介绍
深部位移监测系统是用于精确测量沿垂直方向土层或围护结构内部水平位移量的专用设备。该系统由深部位移监测仪、北斗智慧云监测终端和供电系统组成。
深部位移监测系统在滑坡体内不同深度固定倾斜测量点及位移监测点，在滑坡体地表设置位移测量装置。
这种测量方法解决了传统深部位移易于失效的弊端，可实现大量程、全过程、高精度地下变形监测。
3） 性能特点
①数据安全：支持多数据中心远程发送和本地数据存储，数据更加安全可靠。
②远程控制：提供远程GSM管理功能，可实现远程设备参数修改。
③网络传输：基于移动网络进行远程无线数据传输。
④模块化设计：各部分功能独立性强，统一设计，通讯协议兼容，可方便的进行各种组合构成功能强大的监测系统。各部分均为标准接口，现场施工快捷。
⑤组网多样：真正体现物联网思想，核心模块内部可以集成多种无线收发模块驱动，可组建小区域无线网络集中发送，节省运行费用、便于管理。
4） 应用领域
5） 经典案例
现场施工图：
现对主轴断面上布置的深部位移监测仪近一个月数据分析如下：
▲ 2023年6月1日数据
▲ 2023年6月30日数据
通过数据可分析6月份，该监测点在孔深3m处有超20mm的水平变化量。
2、锚索应力应变计
1） 产品介绍
锚索应力应变计主要用来测量和监测各种锚杆、锚索、岩石螺栓、支柱、隧道与地下洞室中的支撑以及大型预应力钢筋混凝土结构(桥梁和大坝等)中的载荷和预应力的损失情况。
其中空结构，三弦测量可以消除不均匀及偏心负荷的影响，具有长期稳定、灵敏度高、防水性能好、不受长电缆影响。
2） 工作原理
① 测量锚杆/索载荷应力，锚索应力应变计将应力传递到应变体上产生变形，应变计将变形量转换成电压信号。
②并由变送器转换为RS485通讯信号与上级分站（北斗智慧云监测终端）通讯。
③ 北斗智慧云监测终端将接收到的485数据信号进行解析，并将结果通过4G/3G/2G/WIFI发送给服务器。监测终端可以支持命令响应设置，主动上报数据周期设置，预警阈值设置，变化量设置，以及监控时间设置。
3） 性能特点
①采用振弦理论设计、全金属结构制造，具有灵敏度与精度高、线性与稳定性好等优点。
② 数字信号检测，信号长距离传输不失真，抗干扰能力强。
③ 绝缘性能良好，防水耐用。
④ 有多种规格，可根据不同要求选用或定制。
4） 应用领域
锚索应力应变计广泛应用于隧道衬砌、桥梁、边坡、船坞、闸门、连续墙等工程领域中的索力及压力测量，充分了解被测构件的受力状态。
5） 经典案例
现场施工图：
该挡墙近一周监测数据及变化速率如下：
通过数据可分析目前变化量小，挡墙较为安全。
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撰稿：中科川信市场发展部
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