grundprincip:
Kraftsensorer arbetar genom att konvertera kraften som appliceras på dem till en mätbar mängd, vanligtvis elektriska signaler. Denna omvandling är baserad på principen som kraft orsakar en fysisk deformation eller förändring i sensorn, som sedan upptäcks och mäts.
Vanliga typer av kraftsensorer:
1. töjningsmätare: Dessa sensorer använder principen piezoresistivity , där en förändring i motståndet inträffar i ett material under belastning. När en kraft appliceras deformeras töjningsmätaren och ändrar dess motstånd. Denna motståndsförändring mäts sedan och omvandlas till ett kraftvärde.
2. Lastceller: Dessa liknar sensorer för töjningsmätare men är utformade för att mäta större krafter. De består vanligtvis av flera töjningsmätare arrangerade i en brokonfiguration för högre känslighet och noggrannhet.
3. piezoelektriska sensorer: Dessa sensorer använder den piezoelektriska effekten, där vissa material genererar en elektrisk laddning när de utsätts för mekanisk stress (kraft). Det producerade beloppet är proportionellt mot den applicerade kraften.
4. Trycksensorer: Dessa sensorer mäter det tryck som utövas av en kraft som är fördelad över ett specifikt område. Genom att konvertera tryck till en elektrisk signal mäter de indirekt kraften.
Mätkraft:
1. kalibrering: Kraftsensorer måste kalibreras mot en känd standardkraft för att upprätta en relation mellan sensorns utgång och den faktiska kraften som appliceras.
2. Dataförvärv: De elektriska signalerna från Force Sensor förvärvas vanligtvis av en datalogger eller mätsystem.
3. Signalbehandling: De förvärvade signalerna behandlas sedan för att omvandla dem till meningsfulla kraftvärden.
Force -enheter:
Standardenheten i det internationella enhetssystemet (SI) är newton (n) . Andra vanliga enheter inkluderar:
* pund-kraft (LBF)
* kilogram-kraft (KGF)
* dyne (dyn)
Applikationer:
Kraftsensorer används i olika applikationer, inklusive:
* Industrial Automation: Mätkrafter i tillverkningsprocesser, robotik och materialhantering.
* Medicin: Mätning av muskelkrafter, ledkrafter och tryck på implantat.
* civilingenjör: Övervakning av strukturella belastningar i byggnader och broar.
* Aerospace: Mätning av tryckkrafter i raketer och motorer.
* Forskning och utveckling: Studera krafter i olika vetenskapliga experiment.
Viktiga överväganden:
* noggrannhet och känslighet: Valet av kraftsensor beror på den nödvändiga noggrannheten och känsligheten för mätningen.
* Range: Sensorn måste ha ett lämpligt mätområde för de förväntade krafterna.
* Miljöfaktorer: Temperatur, luftfuktighet och andra miljöfaktorer kan påverka sensorns prestanda.
Genom att förstå principerna för kraftmätning och tillgängliga sensoralternativ kan vi exakt kvantifiera krafter i olika applikationer.
