Има много закони на физиката, които се основават на концепцията за Силата. Силата, когато се прилага върху обект с маса m, променя скоростта на обекта. Има много понятия, свързани със сила като тяга, плъзгане и въртящ момент. Когато се прилага върху обект, тягата увеличава скоростта на обекта, докато Drag намалява скоростта и Torque генерира промени в скоростта на въртене на обекта. Когато има балансирано разпределение на силите в обекта, не може да се види ускорение. С напредъка на технологията се въвежда сензор, който може да помогне за наблюдение на силата, известен като Force Sensor.
Какво е датчик за сила?
Сър Франклин Ивентоф през 70-те години откри, че някои материали, когато са подложени на сила, могат да променят стойностите си на съпротива. Тези материали бяха известни като резистори, чувствителни на сила. Тези материали се използват за производство на сензор, който може да измерва силата. Датчик за сила е датчик, който помага при измерването на силата, приложена към обект. Чрез наблюдение на размера на промяната в стойностите на съпротивлението на чувствителните на сила резистори, приложената сила може да бъде изчислена.
Датчик за сила
Принцип на работа
Общият принцип на работа на датчиците за сила е, че те реагират на приложената сила и преобразуват стойността в измерима величина. На пазара се предлагат различни видове сензори за сила, базирани на различни сензорни елементи. Повечето от датчиците за сила са проектирани с използване на резистори за усещане на сила. Тези сензори се състоят от сензорен филм и електроди.
Принципът на работа на резистор, усещащ сила, се основава на свойството „контактно съпротивление“. Силовите резистори съдържат проводящ полимерен филм, който променя съпротивлението си по предсказуем начин, когато се прилага сила върху повърхността му. Този филм се състои от частици с размер под микрометри, електропроводими и непроводящи частици, подредени в матрица. Когато се приложи сила към повърхността на този филм, микроразмерната частица докосва сензорните електроди, променяйки съпротивлението на филма. Размерът на промяната, причинен към стойностите на съпротивлението, измерва размера на приложената сила.
За подобряване на ефективността на силовите сензори се полагат различни усилия с множество различни подходи, като например, за да се сведе до минимум отклонението на полимера се тестват различни конфигурации на електрода, тестване със сензор чрез замяна на полимера с нови материали като въглеродни нанотръби, и т.н. ...
Приложения на Force Sensor
Основното използване на сензора за сила е да се измери количеството на приложената сила. Предлагат се различни видове и размери датчици за сила за различните видове приложения. Някои от приложенията на сензора за сила, който използва резистори за усещане на сила, включват бутони за чувствителност на натиск, в музикални инструменти, като сензори за заетост на автомобили, в изкуствени крайници, в системи за пронация на крака, добавена реалност и др.
Примери за датчици за сила
Налични са много видове датчици за сила за различни видове приложения. Някои от примерите за датчици за сила са Товарни клетки , пневматични товарни клетки, капацитивни товарни клетки, тензодатчици, хидравлични товарни клетки и др ...
Освен сензори за сила, има и категория преобразуватели на сила. Основната разлика между датчика за сила и преобразувателя на сила е, че преобразувателят преобразува количеството сила, измерена или приложена, в измерим малък изходен сигнал за електрическо напрежение. Докато изходът на датчик за сила не е електрическо напрежение.
Предимства на FSR
Тензодатчикът на тензодатчика е датчик за сила, както и преобразувател на сила. В сравнение с всички други сензори за сила, сензорите за сила с чувствителни на сила резистори предлагат различни предимства като малък размер, ниска цена и добра устойчивост на удар. Поради малкия си размер, те се използват в преносимата електроника и подобреното мобилно взаимодействие. Основният недостатък на тези сензори е тяхната ниска прецизност, тъй като техните измервания се различават с 10%.
Силови сензори, базирани на силови сензори, също са известни като FSR. FSR сензорите се използват в транспортни системи за измерване на напрежението, приложено върху стоките, докато ги транспортират едно място до друго. Функционирането на FSR може да бъде променено чрез промяна на свойствата на силовите сензори.
Силовите сензори изискват малък интерфейс и могат да работят в умерено враждебна среда. Тук малките проводящи и непроводящи частици са формулирани, за да намалят температурната зависимост на сензора, да увеличат издръжливостта на повърхността на сензора и да подобрят неговите механични свойства.
С напредъка в технологиите днес сензорите играят решаваща роля при измерването на различни физически феномени. Техният малък размер, висока издръжливост ни помага да ги използваме в преносима електроника. Днес, сензори са на разположение за измерване на стрес, налягане, температура, цвят и т.н. ... The силови резистори са патентовани през 1977 г. Каква е единицата за сила в SI?
