Det finns många fysiklagar som bygger på begreppet kraft. Kraft, när den appliceras på ett objekt med massa m, ändrar objektets hastighet. Det finns många begrepp relaterade till kraft, såsom dragkraft, drag och vridmoment. När det appliceras på ett objekt ökar dragkraften objektets hastighet, medan Drag minskar hastigheten och vridmoment genererar förändringar i objektets rotationshastighet. När det finns en balanserad fördelning av krafter i objektet kan ingen acceleration ses. Med teknikens framsteg introduceras en sensor som kan hjälpa till att övervaka kraft, känd som Force Sensor.
Vad är en kraftsensor?
Sir Franklin Eventoff, på 1970-talet, fann att vissa material, när de utsattes för våld, kan ändra deras motståndsvärden. Dessa material var kända som Force-Sensing Resistors. Dessa material används för att producera en sensor som kan mäta kraften. En kraftsensor är en sensor som hjälper till att mäta mängden kraft som appliceras på ett objekt. Genom att observera mängden förändring i motståndsvärdena för kraftavkännande motstånd kan den applicerade kraften beräknas.
Kraftsensor
Arbetsprincip
Den allmänna arbetsprincipen för Force Sensors är att de svarar på den applicerade kraften och omvandlar värdet till en mätbar kvantitet. Det finns olika typer av kraftsensorer tillgängliga på marknaden baserat på olika avkänningselement. De flesta av Force Sensors är designade med Force-Sensing Resistors. Dessa sensorer består av en avkänningsfilm och elektroder.
Arbetsprincipen för ett kraftavkännande motstånd baseras på egenskapen 'Contact Resistance'. Kraftavkänningsmotstånd innehåller en ledande polymerfilm som förändrar dess motstånd på ett förutsägbart sätt när kraft appliceras på dess yta. Denna film består av, elektriskt ledande och icke-ledande partiklar som är under mikrometer anordnade i en matris. När kraft appliceras på ytan av denna film berör den mikrostora partikeln sensorelektroderna och ändrar filmens motstånd. Mängden förändring som orsakats av motståndsvärdena ger ett mått på mängden kraft som appliceras.
För att förbättra prestandan hos Force-Sensing-motstånden görs olika ansträngningar med flera olika tillvägagångssätt, såsom för att minimera drift av polymer, testas olika elektrodkonfigurationer, testning med sensor genom att ersätta polymeren med nya material såsom kolnanorör, etc….
Tillämpningar av kraftsensor
Huvudanvändningen av Force-sensorn är att mäta mängden kraft som appliceras. Det finns olika typer och storlekar av kraftsensorer tillgängliga för olika typer av applikationer. Några av tillämpningarna av Force sensor som använder kraftavkännande motstånd inkluderar tryckkännande knappar, i musikinstrument, som bilbeläggningssensorer, i konstgjorda lemmar, i fotpronationssystem, förstärkt verklighet, etc ....
Exempel på kraftsensorer
Det finns många typer av kraftsensorer tillgängliga för olika typer av applikationer. Några av exemplen på kraftsensorer är Ladda celler , pneumatiska lastceller, kapacitiva lastceller, belastningsceller för töjningsmätare, hydrauliska lastceller osv ...
Förutom kraftsensorer finns det också en kategori av kraftgivare. Huvudskillnaden mellan en kraftsensor och kraftgivare är att omvandlaren omvandlar mängden kraft som mäts eller appliceras till en mätbar liten elektrisk spänningsutsignal. Medan utgången från en kraftsensor inte är en elektrisk spänning.
Fördelar med FSR
Belastningscell för belastningsmätare är både en kraftsensor och en kraftgivare. Jämfört med alla andra kraftsensorer ger kraftsensorerna med kraftavkänningsmotstånd olika fördelar, såsom liten storlek, låg kostnad och bra chockmotstånd. På grund av sin lilla storlek används de i bärbar elektronik och förbättrad mobil interaktion. Den största nackdelen med dessa sensorer är deras låga precision eftersom deras mätningar skiljer sig med 10%.
Kraftsensoriska motståndsbaserade kraftsensorer kallas också FSR. FSR-sensorer används i transportsystem för att mäta mängden stress som påförs varorna medan de transporteras en plats till en annan. Funktionen för FSR kan ändras genom att ändra egenskaperna för Force-sensing resistors.
Motstånd med kraftavkänning kräver ett litet gränssnitt och kan fungera i måttligt fientliga miljöer. Här är de små ledande och icke-ledande partiklarna formulerade för att minska sensorns temperaturberoende, öka sensorytans hållbarhet och förbättra dess mekaniska egenskaper.
Med teknikens framsteg spelar sensorer idag en avgörande roll för att mäta olika fysiska fenomen. Deras lilla storlek, höga hållbarhet hjälper oss att använda dem i bärbar elektronik. I dag, sensorer finns för mätning av stress, tryck, temperatur, färg, etc. ... kraftavkännande motstånd patenterades 1977. Vad är enheten för Force in SI?
