Basisprincipe:

Force -sensoren werken door de op hen uitgeoefende kracht om te zetten in een meetbare hoeveelheid, meestal elektrische signalen. Deze conversie is gebaseerd op het principe dat kracht een fysieke vervorming of verandering in de sensor veroorzaakt, die vervolgens wordt gedetecteerd en gemeten.

Gemeenschappelijke soorten krachtsensoren:

1. Rekspoorsensoren: Deze sensoren gebruiken het principe van piëzoresistiviteit , waarbij een verandering in weerstand optreedt in een materiaal onder spanning. Wanneer een kracht wordt uitgeoefend, vervormt de spanningsmeter en verandert de weerstand. Deze weerstandsverandering wordt vervolgens gemeten en omgezet in een krachtwaarde.

2. Laadcellen: Deze zijn vergelijkbaar met spanningsmetersensoren, maar zijn ontworpen voor het meten van grotere krachten. Ze bestaan ​​meestal uit meerdere spanningsmeters die zijn gerangschikt in een brugconfiguratie voor hogere gevoeligheid en nauwkeurigheid.

3. Piëzo -elektrische sensoren: Deze sensoren gebruiken het piëzo -elektrische effect, waarbij bepaalde materialen een elektrische lading genereren wanneer ze worden onderworpen aan mechanische stress (kracht). De hoeveelheid geproduceerde lading is evenredig met de uitgeoefende kracht.

4. Druksensoren: Deze sensoren meten de druk die wordt uitgeoefend door een kracht die over een specifiek gebied is verdeeld. Door druk om te zetten in een elektrisch signaal, meten ze indirect de kracht.

Meetkracht:

1. Kalibratie: Force -sensoren moeten worden gekalibreerd tegen een bekende standaardkracht om een ​​relatie tot stand te brengen tussen de output van de sensor en de werkelijke toegepaste kracht.

2. Data -acquisitie: De elektrische signalen van de krachtsensor worden meestal verkregen door een datalogger of meetsysteem.

3. Signaalverwerking: De verkregen signalen worden vervolgens verwerkt om ze om te zetten in zinvolle krachtwaarden.

Force -eenheden:

De standaard eenheid van kracht in het internationale systeem van eenheden (SI) is de newton (n) . Andere veel voorkomende eenheden zijn:

* pond-force (lbf)

* kilogram-force (kgf)

* dyne (dyn)

Toepassingen:

Force -sensoren worden gebruikt in verschillende toepassingen, waaronder:

* Industriële automatisering: Het meet van krachten in productieprocessen, robotica en materiaalbehandeling.

* geneeskunde: Het meten van spierkrachten, gewrichtskrachten en druk op implantaten.

* Civiele techniek: Monitoring van structurele belastingen in gebouwen en bruggen.

* Aerospace: Stuwkrachten meten in raketten en motoren.

* onderzoek en ontwikkeling: Studie van krachten in verschillende wetenschappelijke experimenten.

Belangrijke overwegingen:

* Nauwkeurigheid en gevoeligheid: De keuze van krachtsensor hangt af van de vereiste nauwkeurigheid en gevoeligheid van de meting.

* Bereik: De sensor moet een geschikt meetbereik hebben voor de verwachte krachten.

* Omgevingsfactoren: Temperatuur, vochtigheid en andere omgevingsfactoren kunnen de prestaties van de sensor beïnvloeden.

Door de principes van krachtmeting en de beschikbare sensoropties te begrijpen, kunnen we krachten in verschillende toepassingen nauwkeurig kwantificeren.