Obstaja veliko fizikalnih zakonov, ki temeljijo na konceptu Sile. Sila, ko deluje na predmet mase m, spremeni hitrost predmeta. Obstaja veliko konceptov, povezanih s silo, kot so potisk, upor in navor. Ko se nanese na predmet, potisk poveča hitrost predmeta, medtem ko vlečenje zmanjša hitrost in navor povzroči spremembe v hitrosti vrtenja predmeta. Ko je v objektu uravnotežena porazdelitev sil, ni mogoče videti pospeška. Z napredkom tehnologije je uveden senzor, ki lahko pomaga nadzirati silo, znan kot Force Sensor.
Kaj je senzor sile?
Sir Franklin Eventoff je v sedemdesetih letih ugotovil, da lahko nekateri materiali, kadar so izpostavljeni sili, spremenijo svoje vrednosti odpornosti. Ti materiali so bili znani kot upori za zaznavanje sile. Ti materiali se uporabljajo za izdelavo senzorja, ki lahko meri silo. Senzor sile je senzor, ki pomaga pri merjenju količine sile, ki deluje na predmet. Z opazovanjem spremembe vrednosti upornosti uporov, ki zaznavajo silo, lahko izračunamo uporabljeno silo.
Senzor sile
Načelo dela
Splošno načelo delovanja senzorjev sile je, da se odzovejo na uporabljeno silo in vrednost pretvorijo v merljivo količino. Na trgu so na voljo različne vrste senzorjev sile, ki temeljijo na različnih senzorskih elementih. Večina senzorjev sile je zasnovanih z uporom za zaznavanje sile. Ti senzorji so sestavljeni iz zaznavnega filma in elektrod.
Načelo delovanja upora, ki zaznava silo, temelji na lastnosti 'kontaktnega upora'. Upori za zaznavanje sile vsebujejo prevodni polimerni film, ki spremeni upornost na predvidljiv način, ko sila deluje na njegovo površino. Ta film je sestavljen iz submikrometrov, električno prevodnih in neprevodnih delcev, razporejenih v matriki. Ko na površino tega filma deluje sila, se mikro delci dotaknejo senzorskih elektrod in spremenijo upor filma. Količina spremembe, povzročene pri vrednostih upora, daje mero količine sile, ki deluje.
Za izboljšanje delovanja uporov, ki zaznavajo silo, si prizadevajo z različnimi pristopi, na primer za zmanjšanje odnašanja polimerov preizkušajo različne konfiguracije elektrod, testiranje s senzorjem z zamenjavo polimera z novimi materiali, kot so ogljikove nanocevke, itd ...
Uporaba senzorja sile
Glavna uporaba senzorja sile je merjenje količine uporabljene sile. Na voljo so različne vrste in velikosti senzorjev sile za različne vrste aplikacij. Nekatere aplikacije senzorja sile, ki uporablja upore za zaznavanje sile, vključujejo gumbe za zaznavanje pritiska v glasbenih instrumentih, kot senzorje zasedenosti avtomobila, v umetnih okončinah, v sistemih za pronacijo stopal, razširjeno resničnost itd.
Primeri senzorjev sile
Na voljo je veliko vrst senzorjev sile za različne vrste aplikacij. Nekaj primerov senzorjev sile je Tovorne celice , pnevmatske merilne celice, kapacitivne merilne celice, merilne celice za merjenje napetosti, hidravlične celice itd
Poleg senzorjev sile obstaja tudi kategorija pretvornikov sile. Glavna razlika med senzorjem sile in pretvornikom sile je, da pretvornik pretvori količino sile, izmerjene ali uporabljene, v izmerljiv majhen izhodni signal električne napetosti. Medtem ko izhod senzorja sile ni električna napetost.
Prednosti FSR
Merilna celica za merjenje napetosti je senzor sile in pretvornik sile. V primerjavi z vsemi drugimi senzorji sile imajo senzorji sile z uporom za zaznavanje sile različne prednosti, kot so majhnost, poceni in dobra odpornost na udarce. Zaradi majhnosti se uporabljajo v prenosni elektroniki in izboljšani mobilni interakciji. Glavna pomanjkljivost teh senzorjev je majhna natančnost, saj se njihove meritve razlikujejo za 10%.
Upori za zaznavanje sile, ki temeljijo na uporih sile, so znani tudi kot FSR FSR senzorji se uporabljajo v transportnih sistemih za merjenje obremenitve blaga, ki ga prenašajo med seboj. Delovanje FSR je mogoče spremeniti s spreminjanjem lastnosti uporov za zaznavanje sile.
Upori za zaznavanje sile zahtevajo majhen vmesnik in lahko delujejo v zmerno sovražnih okoljih. Tu so majhni prevodni in neprevodni delci oblikovani tako, da zmanjšajo temperaturno odvisnost senzorja, povečajo trpežnost površine senzorja in izboljšajo njegove mehanske lastnosti.
Z napredkom tehnologije imajo danes senzorji ključno vlogo pri merjenju različnih fizikalnih pojavov. Njihova majhnost in velika vzdržljivost nam pomagata, da jih uporabljamo v prenosni elektroniki. Danes senzorji so na voljo za merjenje napetosti, tlaka, temperature, barve itd upori za zaznavanje sile so bili patentirani leta 1977. Kakšna je enota sile v SI?
