Τι είναι ο αισθητήρας δύναμης; Τι είδη υπάρχουν;

2024-05-21

Τι είναι ο αισθητήρας δύναμης; Τι είδη υπάρχουν;

Η δύναμη είναι η άμεση αιτία των αλλαγών στην κίνηση της ύλης. Ένας αισθητήρας δύναμης μπορεί να ανιχνεύσει διάφορα μηχανικά μεγέθη όπως τάση, έλξη, πίεση, βάρος, ροπή, εσωτερική τάση και καταπόνηση. Συνήθως, ένας αισθητήρας δύναμης αποτελείται από ένα ευαίσθητο στοιχείο και ένα στοιχείο μεταγωγής. Είναι μια συσκευή ή εξοπλισμός ικανός να ανιχνεύει συγκεκριμένα δεδομένα μέτρησης και να τα μετατρέπει σε χρησιμοποιήσιμα σήματα σύμφωνα με ορισμένους κανόνες.

 

Σε αυτήν τη νέα εποχή, οι αισθητήρες δύναμης έχουν βρει ευρέως διαδεδομένες εφαρμογές, ειδικά σε βιομηχανικούς τομείς. Για να χρησιμοποιήσει κανείς αποτελεσματικά τους αισθητήρες δύναμης, πρέπει να κατανοήσει καλά τον ορισμό και τις λειτουργίες τους. Λοιπόν, τι ακριβώς είναι ένας αισθητήρας δύναμης και ποιοι τύποι υπάρχουν; Ας εξερευνήσουμε!

 

Οι αισθητήρες δύναμης διατίθενται σε πολλούς τύπους και μπορούν να κατηγοριοποιηθούν βάσει διαφορετικών φυσικών επιδράσεων και αρχών ανίχνευσης σε αισθητήρες τάσης αντίστασης, πιεζομαγνητικούς αισθητήρες και πιεζοηλεκτρικούς αισθητήρες.

 

1. Strain Gauge Force Sensors:  

  - Οι αισθητήρες δύναμης μετρητή τάσης χρησιμοποιούνται ευρέως μεταξύ όλων των αισθητήρων δύναμης. Προσφέρουν υψηλή ακρίβεια μέτρησης και μπορούν να μετρήσουν τόσο μικρές όσο και μεγάλες δυναμικές και στατικές δυνάμεις, που αποτελούν περίπου το 90% όλων των αισθητήρων. Η αρχή λειτουργίας των αισθητήρων δύναμης μετρητή τάσης είναι παρόμοια με αυτή των αισθητήρων πίεσης μανόμετρου καταπόνησης. Αποτελούνται από ένα ελαστικό ευαίσθητο στοιχείο και προσαρτημένα σε αυτό μετρητές καταπόνησης. Αυτοί οι αισθητήρες μετατρέπουν πρώτα τη μετρούμενη δύναμη στην καταπόνηση του ελαστικού στοιχείου, στη συνέχεια χρησιμοποιούν το εφέ τάσης αντίστασης για να μετρήσουν την τάση, διαβάζοντας έτσι την έξοδο.

 

2. Piezomagnetic Force Sensors:

  - Όταν τα σιδηρομαγνητικά υλικά υποβάλλονται σε εξωτερικές δυνάμεις εφελκυσμού ή συμπίεσης, η μαγνητική τους διαπερατότητα αλλάζει ανάλογα με το μέγεθος και την κατεύθυνση της τάσης. Υπό τις δυνάμεις εφελκυσμού, η μαγνητική διαπερατότητα αυξάνεται κατά την κατεύθυνση της δύναμης και μειώνεται ελαφρώς κάθετα προς την κατεύθυνση της δύναμης. Υπό συμπιεστικές δυνάμεις, οι αλλαγές είναι αντίθετες. Αυτό το φυσικό φαινόμενο, γνωστό ως η μαγνητοσυστολική επίδραση των σιδηρομαγνητικών υλικών, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μέτρηση δύναμης.

 

3. Piezoelectric Sensors:

  - Οι πιεζοηλεκτρικοί αισθητήρες μπορούν να μετρήσουν διάφορες δυναμικές δυνάμεις, μηχανικές κρούσεις και δονήσεις. Χρησιμοποιούνται ευρέως στην ακουστική, την ιατρική, τη μηχανική και τους ναυτιλιακούς τομείς λόγω του μικρού τους μεγέθους, του ελαφρού βάρους, της απόκρισης υψηλής συχνότητας και της υψηλής αναλογίας σήματος προς θόρυβο. Ανάλογα με το σχήμα, οι κυψέλες φορτίου (ένας τύπος αισθητήρα δύναμης) μπορούν να ταξινομηθούν σε δυναμοκυψέλες προβόλου, αισθητήρες τύπου S, κυψέλες φορτίου πλακών, αισθητήρες κουτιού και αισθητήρες τύπου ακτίνας.  

 

Οι αισθητήρες δύναμης έχουν διεισδύσει σε ένα ευρύ φάσμα πεδίων, συμπεριλαμβανομένης της εξερεύνησης πόρων, της θαλάσσιας εξερεύνησης, της ανάπτυξης διαστήματος, της βιομηχανικής παραγωγής, της προστασίας του περιβάλλοντος, της ιατρικής διάγνωσης, της βιομηχανικής, ακόμη και της διατήρησης πολιτιστικών λειψάνων. Δεν είναι υπερβολή να πούμε ότι σχεδόν κάθε σύγχρονο μηχανολογικό έργο, από το απέραντο διάστημα μέχρι τη βαθιά θάλασσα και διάφορα πολύπλοκα μηχανολογικά συστήματα, βασίζεται σε διάφορους αισθητήρες δύναμης.

RELATED NEWS