Postoje mnogi zakoni fizike koji se temelje na konceptu Sile. Sila, kada se primijeni na objekt mase m, mijenja brzinu objekta. Postoje mnogi pojmovi povezani sa silom poput potiska, vuče i momenta. Kada se nanese na objekt, potisak povećava brzinu predmeta, dok povlačenje smanjuje brzinu, a obrtni moment generira promjene u brzini rotacije objekta. Kada postoji uravnotežena raspodjela sila u objektu, ne može se vidjeti ubrzanje. S napretkom tehnologije uvodi se senzor koji može pomoći u praćenju sile, poznat kao senzor sile.
Što je senzor sile?
Sir Franklin Eventoff je 1970-ih otkrio da neki materijali, kad su podvrgnuti sili, mogu promijeniti vrijednosti otpora. Ti su materijali bili poznati kao otpornici koji osjećaju silu. Od ovih se materijala izrađuje senzor koji može mjeriti Silu. Senzor sile je senzor koji pomaže u mjerenju količine sile koja se primjenjuje na objekt. Promatrajući količinu promjene vrijednosti otpora otpornika osjetljivih na silu, može se izračunati primijenjena sila.
Senzor sile
Princip rada
Općenito načelo rada senzora sile je da reagiraju na primijenjenu silu i pretvaraju vrijednost u mjerljivu količinu. Na tržištu su dostupne razne vrste senzora sile na temelju različitih senzorskih elemenata. Većina senzora sile dizajnirani su pomoću otpornika koji osjećaju silu. Ti se senzori sastoje od osjetnog filma i elektroda.
Načelo rada otpornika osjetnika sile temelji se na svojstvu 'Otpor kontakta'. Otpornici koji osjećaju silu sadrže vodljivi polimerni film koji mijenja svoj otpor na predvidljiv način kada se sila primijeni na njegovu površinu. Ovaj se film sastoji od submikrometara, elektroprovodljivih i neprovodljivih čestica raspoređenih u matricu. Kada se sila primijeni na površinu ovog filma, mikro veličine čestica dodiruju elektrode senzora, mijenjajući otpor filma. Iznos promjene uzrokovane vrijednostima otpora daje mjeru veličine primijenjene sile.
Da bi se poboljšale performanse otpornika koji osjećaju silu ulažu se različiti napori s više različitih pristupa, kao što su, kako bi se minimalizirao zamah polimera, ispituju se različite konfiguracije elektroda, testiranje senzorom zamjenom polimera novim materijalima poput ugljikovih nanocijevi, itd ...
Primjene senzora sile
Glavna uporaba senzora sile je mjerenje količine primijenjene sile. Postoje različite vrste i veličine senzora sile dostupne za različite vrste primjena. Neke od primjena Force senzora koji koristi otpornike za osjet sile uključuju gumbe za osjet tlaka, na glazbenim instrumentima, kao senzori zauzetosti automobila, u umjetnim udovima, u sustavima za pronaciju stopala, proširenu stvarnost itd.
Primjeri senzora sile
Dostupne su mnoge vrste senzora sile za različite vrste primjena. Neki od primjera senzora sile su Teretne stanice , pneumatske teretne ćelije, kapacitivne teretne ćelije, sonde s mjeračem opterećenja, hidraulične mjerne ćelije itd.
Pored senzora sile, postoji i kategorija pretvarača sile. Glavna razlika između osjetnika sile i pretvarača sile je u tome što pretvarač pretvara količinu mjerene ili primijenjene sile u mjerljivi izlazni signal malog električnog napona. Dok izlaz senzora sile nije električni napon.
Prednosti FSR-a
Merna ćelija mjerača naprezanja je senzor sile kao i pretvarač sile. U usporedbi sa svim ostalim senzorima sile, senzori sile s otpornicima koji osjećaju silu pružaju razne prednosti poput male veličine, niske cijene i dobre otpornosti na udarce. Zbog svoje male veličine koriste se u prijenosnoj elektronici i poboljšanoj mobilnoj interakciji. Glavni nedostatak ovih senzora je niska preciznost jer se njihova mjerenja razlikuju za 10%.
Otpori na osjetnike sile koji se temelje na osjetnicima sile Poznati su i kao FSR. FSR senzori koriste se u transportnim sustavima za mjerenje količine naprezanja na robi dok je prevoze s jednog mjesta na drugo. Funkcioniranje FSR-a može se promijeniti promjenom svojstava otpornika osjetnika sile.
Otpori za osjet sile trebaju malo sučelje i mogu raditi u umjereno neprijateljskim okruženjima. Ovdje su male provodne i neprovodljive čestice formulirane kako bi se smanjila temperaturna ovisnost senzora, povećala trajnost površine senzora i poboljšala njegova mehanička svojstva.
S napretkom tehnologije, danas senzori igraju presudnu ulogu u mjerenju različitih fizikalnih fenomena. Njihova mala veličina i velika trajnost pomažu nam da ih koristimo u prijenosnoj elektronici. Danas, senzori dostupni su za mjerenje naprezanja, tlaka, temperature, boje itd otpornici koji osjećaju silu su patentirani 1977. Koja je jedinica sile u SI?
