Čo je snímač sily: pracovný princíp a použitiea

Čo je snímač sily: pracovný princíp a použitiea

Existuje veľa fyzikálnych zákonov, ktoré sú založené na koncepcii Sily. Sila, ak pôsobí na objekt s hmotnosťou m, mení rýchlosť objektu. Existuje veľa konceptov súvisiacich so silou, ako napríklad ťah, pretiahnutie a krútiaci moment. Ak je aplikovaný na objekt, ťah zvyšuje rýchlosť objektu, zatiaľ čo Drag znižuje rýchlosť a Torque generuje zmeny v rýchlosti otáčania objektu. Ak je v objekte vyvážené rozloženie síl, nie je vidieť žiadne zrýchlenie. S pokrokom v technológii je predstavený senzor, ktorý môže pomôcť monitorovať silu, známy ako Force Sensor.

Čo je snímač sily?

Sir Franklin Eventoff v 70. rokoch minulého storočia zistil, že niektoré materiály, ktoré sú vystavené pôsobeniu sily, môžu meniť svoje hodnoty odporu. Tieto materiály boli známe ako rezistory snímajúce silu. Tieto materiály sa používajú na výrobu senzora, ktorý dokáže zmerať silu. Snímač sily je snímač, ktorý pomáha pri meraní množstva sily pôsobiacej na objekt. Pozorovaním rozsahu zmeny v hodnotách odporu odporov snímajúcich silu je možné vypočítať použitú silu.


Senzor sily

Senzor sily



Pracovný princíp

Všeobecným princípom fungovania silových snímačov je, že reagujú na použitú silu a prevádzajú hodnotu na merateľnú veličinu. Na trhu sú k dispozícii rôzne typy silových snímačov založené na rôznych snímacích prvkoch. Väčšina snímačov sily je navrhnutá pomocou rezistorov snímania sily. Tieto snímače pozostávajú zo snímacieho filmu a elektród.

Princíp činnosti rezistora snímajúceho silu je založený na vlastnosti „kontaktného odporu“. Rezistory snímajúce silu obsahujú vodivý polymérny film, ktorý predvídateľným spôsobom zmení svoj odpor, keď na jeho povrch pôsobí sila. Tento film sa skladá z elektricky vodivých a nevodivých častíc usporiadaných do matrice s veľkosťou pod mikrometrov. Keď sa na povrch tohto filmu použije sila, dotkne sa mikroskopická častica senzorových elektród, čím sa zmení odpor filmu. Veľkosť zmeny spôsobenej hodnotami odporu udáva mieru použitej sily.

Na zlepšenie výkonu rezistorov snímania sily sa vynakladá rôzne úsilie s rôznymi prístupmi, napríklad na minimalizáciu driftu polyméru sa testujú rôzne konfigurácie elektród, testovanie pomocou snímača nahradením polyméru novými materiálmi, ako sú uhlíkové nanorúrky, atď….

Aplikácie snímača sily

Snímač sily sa používa hlavne na meranie množstva použitej sily. Pre rôzne typy aplikácií sú k dispozícii rôzne typy a veľkosti silových snímačov. Niektoré z aplikácií silového senzora, ktoré používajú rezistory snímajúce silu, zahŕňajú tlačidlá na snímanie tlaku v hudobných nástrojoch, ako senzory obsadenia automobilov, v umelých končatinách, v systémoch pronácie chodidiel, v rozšírenej realite atď.


Príklady silových snímačov

Existuje mnoho typov silových snímačov dostupných pre rôzne typy aplikácií. Niektoré z príkladov silových snímačov sú Zaťažte bunky , pneumatické silomery, kapacitné silomery, silomery tenzometra, hydraulické silomery atď.

Okrem silových snímačov existuje aj kategória prevodníkov sily. Hlavný rozdiel medzi snímačom sily a prevodníkom sily je v tom, že prevodník prevádza množstvo nameranej alebo aplikovanej sily na merateľný výstupný signál malého elektrického napätia. Zatiaľ čo výstupom snímača sily nie je elektrické napätie.

Výhody FSR

Snímač zaťaženia tenzometra je snímač sily, ako aj snímač sily. V porovnaní so všetkými ostatnými silovými snímačmi poskytujú silové snímače s odpormi snímajúcimi sily rôzne výhody, ako sú malé rozmery, nízke náklady a dobrá odolnosť proti nárazom. Vďaka svojej malej veľkosti sa používajú v prenosnej elektronike a na vylepšenú mobilnú interakciu. Hlavnou nevýhodou týchto snímačov je ich nízka presnosť, pretože ich merania sa líšia o 10%.

Senzory sily založené na snímaní sily založené na snímačoch sily sú tiež známe ako FSR. Senzory FSR sa používajú v dopravných systémoch na meranie množstva namáhania tovaru a jeho prepravy z jedného miesta na druhé. Fungovanie FSR možno zmeniť zmenou vlastností rezistorov snímajúcich silu.

Rezistory na snímanie sily vyžadujú malé rozhranie a môžu pracovať v mierne nepriateľskom prostredí. Tu sú formulované malé vodivé a nevodivé častice na zníženie teplotnej závislosti snímača, zvýšenie životnosti povrchu snímača a zlepšenie jeho mechanických vlastností.

S pokrokom v technológii dnes snímače hrajú rozhodujúcu úlohu pri meraní rôznych fyzikálnych javov. Ich malá veľkosť, vysoká odolnosť nám pomáha používať ich v prenosnej elektronike. Dnes senzory sú k dispozícii na meranie namáhania, tlaku, teploty, farby atď rezistory snímajúce silu boli patentované v roku 1977. Aká je jednotka sily v SI?