Sok fizikai törvény létezik, amelyek az Erő fogalmán alapulnak. Az erő, ha egy m tömegű tárgyra alkalmazzuk, megváltoztatja az objektum sebességét. Az erőhöz számos fogalom kapcsolódik, mint például a tolóerő, a húzóerő és a nyomaték. Ha egy tárgyra alkalmazzák, a tolóerő növeli az objektum sebességét, míg a Drag csökkenti a sebességet, a Nyomaték pedig az objektum forgási sebességének változását generálja. Ha az objektumban az erők kiegyensúlyozott eloszlása zajlik, nem látható gyorsulás. A technológia fejlődésével egy olyan érzékelőt vezetnek be, amely segíthet az erő megfigyelésében, az úgynevezett Force Sensor.
Mi az erőérzékelő?
Sir Franklin Eventoff az 1970-es években úgy találta, hogy néhány anyag, ha erőnek van kitéve, megváltoztathatja ellenállási értékét. Ezeket az anyagokat erőérzékelő ellenállásokként ismerték. Ezeket az anyagokat olyan érzékelő előállítására használják, amely képes mérni az Erőt. A Force Sensor olyan érzékelő, amely segít az objektumra kifejtett erő mértékének mérésében. Az erőérzékelő ellenállások ellenállási értékeinek változásának megfigyelésével kiszámítható az alkalmazott erő.
Erőérzékelő
Működési elv
Az erőérzékelők általános működési elve az, hogy reagálnak az alkalmazott erőre, és az értéket mérhető mennyiséggé alakítják. A piacon különféle típusú érzékelő elemek érhetők el, különféle érzékelő elemek alapján. Az erőérzékelők nagy részét erőérzékelő ellenállások felhasználásával tervezték. Ezek az érzékelők egy érzékelő filmből és elektródákból állnak.
Az Erőérzékelő ellenállás működési elve a „Kontaktellenállás” tulajdonságán alapul. Az erőérzékelő ellenállások olyan vezetőképes polimer fóliát tartalmaznak, amely kiszámítható módon megváltoztatja ellenállását, ha erő hat rá a felületére. Ez a film mikrométer alatti méretű, elektromosan vezető és nem vezető részecskékből áll, amelyek egy mátrixba vannak elrendezve. Amikor erőt fejtünk ki a film felületére, a mikroszerű részecske megérinti az érzékelő elektródáit, megváltoztatva a film ellenállását. Az ellenállási értékek változásának mértéke adja meg az alkalmazott erő mértékét.
Az erőérzékelő ellenállások teljesítményének javítása érdekében különféle erőfeszítéseket tesznek különböző megközelítésekkel, például a polimer sodródásának minimalizálása érdekében különféle elektródakonfigurációkat tesztelnek, érzékelővel történő tesztelést a polimer új anyagokkal, például szén nanocsövekkel történő cseréjével, stb….
Az erőérzékelő alkalmazásai
Az Erő érzékelő fő célja az alkalmazott erő mértékének mérése. Különböző típusú és méretű erőérzékelők állnak rendelkezésre a különböző típusú alkalmazásokhoz. Az erõérzékelõ ellenállásokat használó erõérzékelõ alkalmazásai között megtalálhatók nyomásérzékelõ gombok, hangszerekben, autófoglalási érzékelõkben, mesterséges végtagokban, lábpronációs rendszerekben, kiterjesztett valóságban stb.
Példák az erőérzékelőkre
A különböző típusú alkalmazásokhoz sokféle erőérzékelő áll rendelkezésre. Néhány erőérzékelő példa Mérőcellák , pneumatikus mérőcellák, kapacitív terhelő cellák, feszültségmérő mérőcellák, hidraulikus terhelő cellák stb.
Az erőérzékelők mellett létezik az erőátalakítók egy kategóriája is. Az erőérzékelő és az erőátalakító közötti fő különbség az, hogy az átalakító a mért vagy kifejtett erő mennyiségét mérhető kis elektromos feszültség kimenő jellé alakítja. Míg a Force érzékelő kimenete nem elektromos feszültség.
Az FSR előnyei
A feszültségmérő terhelésmérő cellája erőérzékelő, valamint erőátalakító. Az összes többi erőérzékelőhöz képest az erőérzékelő ellenállásokkal rendelkező erőérzékelők különféle előnyöket nyújtanak, például kis méretet, alacsony költséget és jó ütésállóságot. Kis méretük miatt hordozható elektronikában és fokozott mobil interakcióban használják őket. Ezen érzékelők fő hátránya alacsony pontosságuk, mivel méréseik 10% -kal térnek el.
Erőérzékelő ellenállásokon alapuló erőérzékelők FSR néven is ismertek. Az FSR szenzorokat a szállítási rendszerekben használják az árukra gyakorolt stressz mértékének mérésére, miközben azokat egyik helyről a másikra szállítják. Az FSR működése megváltoztatható az Erőt érzékelő ellenállások tulajdonságainak megváltoztatásával.
Az erőérzékelő ellenállások kis felületet igényelnek, és közepesen ellenséges környezetben működhetnek. Itt a kis vezető és nem vezető részecskék úgy vannak megfogalmazva, hogy csökkentsék az érzékelő hőmérsékletfüggését, növeljék az érzékelő felületének tartósságát és javítsák mechanikai tulajdonságait.
A technika fejlődésével ma az érzékelők döntő szerepet játszanak a különböző fizikai jelenségek mérésében. Kis méretük, nagy tartósságuk segít abban, hogy a hordozható elektronikában felhasználjuk őket. Ma, érzékelők állnak rendelkezésre a stressz, nyomás, hőmérséklet, szín stb. mérésére erőérzékelő ellenállások Mi az erő mértéke az SI-ben?
