Ano ang isang Force Sensor: Prinsipyo sa Paggawa at Applicationa

Subukan Ang Aming Instrumento Para Sa Pagtanggal Ng Mga Problema





Maraming mga batas ng pisika na batay sa konsepto ng Force. Ang puwersa, kapag inilapat sa isang object ng mass m, ay binabago ang bilis ng object. Maraming mga konsepto na nauugnay sa puwersa tulad ng thrust, drag, at Torque. Kapag inilapat sa isang bagay, pinatataas ng tulak ang tulin ng bagay, samantalang ang Drag ay bumabawas ng tulin at ang Torque ay bumubuo ng mga pagbabago sa bilis ng pag-ikot ng bagay. Kapag mayroong isang balanseng pamamahagi ng mga puwersa sa bagay, walang makitang pagpapabilis. Sa pagsulong ng teknolohiya, isang sensor na makakatulong upang masubaybayan ang puwersa ay ipinakilala, na kilala bilang Force Sensor.

Ano ang isang Force Sensor?

Si Sir Franklin Eventoff, noong 1970s, ay natagpuan ang ilang mga materyales, kapag napailalim sa puwersa, ay maaaring baguhin ang kanilang mga halaga sa paglaban. Ang mga materyal na ito ay kilala bilang Force-Sensing Resistors. Ang mga materyales na ito ay ginagamit upang makabuo ng isang sensor na maaaring masukat ang Force. Ang isang Force Sensor ay isang sensor na tumutulong sa pagsukat ng dami ng puwersa na inilapat sa isang bagay. Sa pamamagitan ng pagmamasid sa dami ng pagbabago sa mga halaga ng paglaban ng mga resistors na nararamdaman ng puwersa, maaaring kalkulahin ang inilapat na puwersa.




Force-Sensor

Force-Sensor

Prinsipyo sa Paggawa

Ang pangkalahatang prinsipyo ng pagtatrabaho ng Force Sensors ay tumutugon sila sa inilapat na puwersa at i-convert ang halaga sa isang nasusukat na dami. Mayroong iba't ibang mga uri ng Force Sensors na magagamit sa merkado batay sa iba't ibang mga elemento ng sensing. Karamihan sa mga Force Sensors ay dinisenyo gamit ang Force-Sensing Resistors. Ang mga sensor na ito ay binubuo ng isang sensing film at electrodes.



Ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng isang resistor na nakaka-Force ay nakabatay sa pag-aari ng 'contact resistensya'. Ang mga resistors na nakakaramdam ng lakas ay naglalaman ng isang kondaktibong film ng polimer na nagbabago ng paglaban nito sa isang mahuhulaan na paraan kapag inilapat ang lakas sa ibabaw nito. Ang pelikulang ito ay binubuo ng, sub-micrometres na laki, electrically conduct at mga non-conduct na partikulo na nakaayos sa isang matrix. Kapag ang lakas ay inilapat sa ibabaw ng pelikulang ito, ang microsized na maliit na butil ay hinahawakan ang mga sensor electrode, binabago ang paglaban ng pelikula. Ang dami ng pagbabago na sanhi ng mga halaga ng paglaban ay nagbibigay ng sukat ng dami ng puwersang inilapat.

Upang mapabuti ang pagganap ng mga resistors ng Force-Sensing iba't ibang mga pagsisikap ay ginagawa sa maraming iba't ibang mga diskarte tulad ng, upang mabawasan ang naaanod ng polimer iba't ibang mga pagsasaayos ng electrode ay sinusubukan, sinusubukan sa sensor sa pamamagitan ng pagpapalit ng polimer ng mga bagong materyales tulad ng carbon nanotubes, atbp ....

Mga aplikasyon ng Force Sensor

Ang pangunahing paggamit ng sensor ng Force ay upang masukat ang dami ng puwersang inilapat. Mayroong iba't ibang mga uri at sukat ng mga force sensor na magagamit para sa iba't ibang mga uri ng mga application. Ang ilan sa mga application ng Force sensor na gumagamit ng resistors ng sensing ng lakas ay may kasamang mga pindutan na nakaka-pressure, sa mga instrumentong pangmusika, bilang mga sensor ng car-occupancy, sa mga artipisyal na limbs, sa mga sistema ng pagbigkas ng paa, pinalawak na katotohanan, atbp.


Mga halimbawa ng Force Sensors

Mayroong maraming mga uri ng mga sensor ng puwersa na magagamit para sa iba't ibang mga uri ng mga application. Ang ilan sa mga halimbawa ng mga force sensors ay Mag-load ng mga cell , mga cell ng pag-load ng niyumatik, mga cell ng Capacitive Load, Mga cell ng pag-load ng gauge, mga cell ng pag-load ng haydroliko, atbp.

Bukod sa mga sensor ng puwersa, mayroon ding kategorya ng mga Force transduser. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng isang force sensor at force transducer ay ang transducer na nagko-convert ng dami ng puwersang sinusukat o inilapat sa isang nasusukat na maliit na signal ng output ng boltahe ng kuryente. Sapagkat ang output ng isang sensor ng Force ay hindi isang de-koryenteng boltahe.

Mga kalamangan ng FSR

Ang cell gauge load cell ay isang force sensor pati na rin isang force transducer. Kung ihinahambing sa lahat ng iba pang mga sensor ng puwersa, ang mga sensor ng puwersa na may mga resistors na nakaka-force-sensing ay nagbibigay ng iba't ibang mga pakinabang tulad ng maliit na sukat, mababang gastos, at mahusay na paglaban ng pagkabigla. Dahil sa kanilang maliit na sukat, ginagamit ang mga ito sa portable electronics at pinahusay na pakikipag-ugnay sa mobile. Ang pangunahing kawalan ng mga sensor na ito ay ang kanilang mababang katumpakan dahil ang kanilang mga sukat ay naiiba sa 10%.

Ang mga force-sensing resistors na nakabatay sa Force sensors ay kilala rin bilang FSR. Ang mga sensor ng FSR ay ginagamit sa mga system ng transportasyon para sa pagsukat ng dami ng stress na inilapat sa mga kalakal habang dinadala ang mga ito sa isang lugar patungo sa isa pa. Ang paggana ng FSR ay maaaring mabago sa pamamagitan ng pagbabago ng mga pag-aari ng resistors na nakakaramdam ng Force.

Ang mga resistors ng pag-sensor ng Force ay nangangailangan ng isang maliit na interface at maaaring gumana sa katamtamang galit na mga kapaligiran. Dito ang maliit na pagsasagawa at hindi pagsasagawa ng mga maliit na butil ay binubuo upang mabawasan ang pagpapakandili ng temperatura ng sensor, dagdagan ang tibay ng ibabaw ng sensor at pagbutihin ang mga mekanikal na katangian.

Sa pagsulong ng teknolohiya, ngayon ang mga sensor ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pagsukat ng iba't ibang mga pisikal na phenomenon. Ang kanilang maliit na sukat, mataas na tibay ay tumutulong sa amin na magamit ang mga ito sa portable electronics. Ngayon, mga sensor ay magagamit para sa pagsukat ng stress, presyon, temperatura, kulay, atbp ... Ang resistors na maramdaman ng puwersa ay na-patent noong 1977. Ano ang unit ng Force sa SI?