德國Lorenz Messtechnik力傳感器選型與應用淺析

德國Lorenz Messtechnik力傳感器選型與應用淺析

一、品牌與產品體系

Lorenz Messtechnik GmbH 1985年成立于德國阿爾夫多夫（Alfdorf），主要從事扭矩傳感器、力傳感器及配套測量系統的開發與生產。公司可提供 DAkkS 和工廠校準服務，DAkkS 實驗室認證依據 DIN EN ISO/IEC 17025 執行。產品體系覆蓋扭矩傳感器、力傳感器、稱重傳感器、測量放大器及數據評估單元等。

二、產品類型

Lorenz 力傳感器主要分為以下類別：

拉力傳感器（Tension Force Sensors）

壓力傳感器（Compression Force Sensors）

拉壓力傳感器（Tension and Compression Force Sensors）

旋轉式扭矩傳感器

靜態扭矩傳感器

S型稱重傳感器

剪切梁稱重傳感器

環形力傳感器（帶通孔）

載荷銷（Load Pins）

多分量傳感器

三、主要型號

以下列舉部分 Lorenz 力傳感器和扭矩傳感器型號：

K-1563：100–2000N 拉壓力傳感器

K-1661：20–400kN 梁式拉壓力傳感器，IP67防護

K-14：0.05–100kN 柱式壓力傳感器

K-13 / K-13B：0.01–100kN 壓力傳感器，內置機械過載保護

K-2071：5–15kN 微型壓力傳感器

K-1613：0.1–50kN 微型壓力傳感器，IP65防護

K-100：1–100kN 微型拉力傳感器

M-2025：10kN/10N·m 及 20kN/20N·m 靜態力/扭矩復合傳感器

DR-2212 / DR-2512：0.1–20000N·m 旋轉式無接觸扭矩傳感器

DR-2114 / DR-2414：0.1–20N·m 旋轉式扭矩傳感器，集成轉速測量

四、產品介紹——以 K-1563 拉壓力傳感器為例

K-1563 是一款在線式拉壓力傳感器，基于應變式原理設計。受力元件在承受拉力或壓力時發生彈性形變，粘貼于其上的應變片產生電阻變化，將形變量轉換為與受力成正比的電壓信號（mV/V）。這種設計不依賴機械位移測量，響應快且適配多種工況。

技術要點：

量程范圍：100 N、200 N、500 N、1000 N、2000 N

精度等級：單向拉或壓 0.15% Fnom；雙向拉壓 0.3% Fnom

額定輸出：1.00 mV/V ±5%

輸入/輸出阻抗：350 Ω

供電電壓：1000 N 以內 2–6 VDC，2000 N 為 2–12 VDC

使用溫度范圍：-30 °C 至 80 °C

溫度漂移：±0.05 % Fnom / 10 K（零點與靈敏度）

過載能力：最大使用力 130% Fnom，極限力 150% Fnom，破壞力 > 300% Fnom

防護等級：IP67

材質：不銹鋼

輸出連接：3 米 PUR 屏蔽電纜，線端定義：棕(+供電)、綠(-供電)、黃(+信號)、白(-信號)、灰(可選 TEDS/監控信號)、屏蔽

可選功能：TEDS（IEEE 1451.4）、監控信號（50/80/100% Fnom）、擴展溫度范圍（最高 -40 °C 至 150 °C，≥200 N 時）、六線制連接

五、優勢特點

過載保護設計：部分型號如 K-13B 內置機械止檔，降低因受力超過額定值導致的損傷。

多種輸出接口適配：扭矩傳感器可輸出模擬信號（±5V/±10V）或數字信號（RS485、USB）；USB 接口傳感器支持即插即用，無需額外采集設備。

環境適應性：擴展溫度可達 -40 至 150 °C，IP67 防護等級可應對潮濕及粉塵環境。

結構緊湊：力傳感器多為低矮結構（low-profile）或微型化設計，適用于空間受限的安裝位置。

柔性配置：支持 TEDS 電子數據表、多量程單傳感器、雙橋路等定制選項。

六、主要應用領域

自動化加工中心：用于裝配、壓裝、鉚接等工序的力值監控。

材料與部件測試：在材料試驗機、發動機試驗臺、齒輪檢測等場景中測量力或扭矩。

繩索力測量：適用于索纜、皮帶、拉線等張力檢測。

過程控制與質量檢查：用于力配合、螺紋預緊力監測、工業過程控制等。

起重與運輸設備：載荷測量、吊裝力監測等。