Vad är en kraftsensor? Vilka typer finns det?

2024-05-21

Vad är en kraftsensor? Vilka typer finns det?

Kraft är den direkta orsaken till förändringar i materiens rörelse. En kraftsensor kan detektera olika mekaniska storheter såsom spänning, drag, tryck, vikt, vridmoment, inre spänningar och töjningar. Typiskt består en kraftsensor av ett känsligt element och ett transduktionselement. Det är en enhet eller utrustning som kan känna av specificerade mätdata och omvandla dem till användbara signaler enligt vissa regler.

 

I denna nya era har kraftsensorer hittat utbredda tillämpningar, särskilt inom industriella områden. För att effektivt använda kraftsensorer måste man ha en god förståelse för deras definition och funktioner. Så, vad är egentligen en kraftsensor, och vilka typer finns det? Låt oss utforska!

 

Kraftsensorer finns i många typer och kan kategoriseras baserat på olika fysiska effekter och detekteringsprinciper i motståndsspänningssensorer, piezomagnetiska sensorer och piezoelektriska sensorer.

 

1. Töjningsmätare kraftsensorer:  

  – Töjningsgivares kraftsensorer används ofta bland alla kraftsensorer. De erbjuder hög mätnoggrannhet och kan mäta både små och stora dynamiska och statiska krafter, vilket utgör cirka 90 % av alla sensorer. Arbetsprincipen för töjningsgivares kraftgivare liknar den för töjningsgivares tryckgivare. De består av ett elastiskt känsligt element och töjningsmätare fästa på det. Dessa sensorer omvandlar först den uppmätta kraften till töjningen av det elastiska elementet, använder sedan resistanstöjningseffekten för att mäta töjningen och läser därigenom uteffekten.

 

2. Piezomagnetiska kraftsensorer:

  – När ferromagnetiska material utsätts för yttre drag- eller tryckkrafter ändras deras magnetiska permeabilitet med storleken och riktningen av spänningen. Under dragkrafter ökar den magnetiska permeabiliteten i kraftens riktning och minskar något vinkelrätt mot kraftriktningen. Under tryckkrafter är förändringarna motsatta. Detta fysiska fenomen, känt som den magnetostriktiva effekten av ferromagnetiska material, kan användas för kraftmätning.

 

3. Piezoelektriska sensorer:

  – Piezoelektriska sensorer kan mäta olika dynamiska krafter, mekaniska stötar och vibrationer. De används ofta inom akustik, medicin, mekanik och maritima områden på grund av deras ringa storlek, lätta vikt, högfrekvensrespons och höga signal-brusförhållande. Baserat på form kan lastceller (en typ av kraftsensor) klassificeras i fribärande lastceller, sensorer av S-typ, plåtlastceller, boxsensorer och sensorer av ekertyp.  

 

Kraftsensorer har penetrerat ett brett spektrum av områden, inklusive resursutforskning, marin utforskning, rymdutveckling, industriell produktion, miljöskydd, medicinsk diagnostik, bioteknik och till och med bevarande av kulturlämningar. Det är ingen överdrift att säga att nästan alla moderna ingenjörsprojekt, från stora rymden till djuphavet och olika komplexa tekniska system, är beroende av olika kraftsensorer.

RELATED NEWS