Kuvvet kavramına dayanan birçok fizik yasası vardır. Kuvvet, m kütleli bir nesneye uygulandığında, nesnenin hızını değiştirir. İtme, sürükleme ve Tork gibi kuvvetle ilgili birçok kavram vardır. Bir nesneye uygulandığında, itme nesnenin hızını arttırırken, Sürükleme hızı azaltır ve Tork, nesnenin dönme hızında değişiklikler oluşturur. Nesnede dengeli bir kuvvet dağılımı olduğunda, ivme görülemez. Teknolojideki ilerlemeyle, Kuvvet Sensörü olarak bilinen, kuvveti izlemeye yardımcı olabilecek bir sensör tanıtıldı.
Kuvvet Sensörü nedir?
1970'lerde Sir Franklin Eventoff, bazı malzemelerin kuvvete maruz kaldığında direnç değerlerini değiştirebileceğini keşfetti. Bu malzemeler Kuvvet Algılama Dirençleri olarak biliniyordu. Bu malzemeler, Gücü ölçebilen bir sensör üretmek için kullanılır. Kuvvet Sensörü, bir nesneye uygulanan kuvvet miktarını ölçmeye yardımcı olan bir sensördür. Kuvvet algılayıcı dirençlerin direnç değerlerindeki değişim miktarı gözlemlenerek uygulanan kuvvet hesaplanabilir.
Kuvvet Sensörü
Çalışma prensibi
Kuvvet Sensörlerinin genel çalışma prensibi, uygulanan kuvvete tepki vermeleri ve değeri ölçülebilir bir miktara dönüştürmeleridir. Piyasada çeşitli algılama elemanlarına dayanan çeşitli Kuvvet Sensörleri mevcuttur. Kuvvet Sensörlerinin çoğu Kuvvet Algılama Dirençleri kullanılarak tasarlanmıştır. Bu sensörler, bir algılama filmi ve elektrotlardan oluşur.
Kuvvet algılama direncinin çalışma prensibi 'Temas Direnci' özelliğine dayanır. Kuvvet algılama dirençleri, yüzeyine kuvvet uygulandığında direncini tahmin edilebilir bir şekilde değiştiren iletken bir polimer film içerir. Bu film, bir matris içinde düzenlenmiş, mikrometre altı boyutta, elektriksel olarak iletken ve iletken olmayan parçacıklardan oluşur. Bu filmin yüzeyine kuvvet uygulandığında, mikrosize partikül sensör elektrotlarına dokunarak filmin direncini değiştirir. Direnç değerlerinde meydana gelen değişim miktarı, uygulanan kuvvet miktarının ölçüsünü verir.
Kuvvet Algılama dirençlerinin performansını artırmak için, polimerin sürüklenmesini en aza indirmek için çeşitli elektrot konfigürasyonları test ediliyor, polimeri karbon nanotüp gibi yeni malzemelerle değiştirerek sensörle test etme, vb….
Kuvvet Sensörünün Uygulamaları
Kuvvet sensörünün ana kullanımı, uygulanan kuvvet miktarını ölçmektir. Farklı uygulama türleri için çeşitli tür ve boyutlarda kuvvet sensörleri mevcuttur. Kuvvet algılama dirençlerini kullanan Kuvvet sensörünün bazı uygulamaları arasında basınç algılama düğmeleri, müzik aletlerinde, araba doluluk sensörleri olarak, yapay uzuvlarda, ayak pronasyon sistemlerinde, artırılmış gerçeklik vb. Yer alır.
Kuvvet Sensörleri Örnekleri
Farklı uygulama türleri için birçok türde kuvvet sensörü mevcuttur. Kuvvet sensörlerinin bazı örnekleri şunlardır: Yük hücreleri , pnömatik yük hücreleri, Kapasitif Yük hücreleri, Gerinim ölçer yük hücreleri, hidrolik yük hücreleri, vb.
Kuvvet sensörlerinin yanı sıra, bir de Kuvvet dönüştürücü kategorisi vardır. Bir kuvvet sensörü ile kuvvet dönüştürücü arasındaki temel fark, dönüştürücünün ölçülen veya uygulanan kuvvet miktarını ölçülebilir bir küçük elektrik voltajı çıkış sinyaline dönüştürmesidir. Oysa Kuvvet sensörünün çıkışı bir elektrik voltajı değildir.
FSR'nin avantajları
Gerinim ölçer yük hücresi, bir kuvvet sensörünün yanı sıra bir kuvvet dönüştürücüsüdür. Diğer tüm kuvvet sensörleri ile karşılaştırıldığında, kuvvet algılama dirençli kuvvet sensörleri küçük boyut, düşük maliyet ve iyi şok direnci gibi çeşitli avantajlar sağlar. Küçük boyutları nedeniyle taşınabilir elektroniklerde ve geliştirilmiş mobil etkileşimde kullanılırlar. Bu sensörlerin ana dezavantajı, ölçümleri% 10 farklılık gösterdiğinden düşük hassasiyetleridir.
Kuvvet algılayıcı direnç tabanlı Kuvvet sensörleri, FSR olarak da bilinir. FSR sensörleri, taşıma sistemlerinde malları bir yere taşırken onlara uygulanan stres miktarını ölçmek için kullanılır. FSR'nin işleyişi, Kuvvet algılama dirençlerinin özellikleri değiştirilerek değiştirilebilir.
Kuvvet algılayan dirençler küçük bir arayüz gerektirir ve orta derecede düşmanca ortamlarda çalışabilir. Burada küçük iletken ve iletken olmayan parçacıklar, sensörün sıcaklığa bağımlılığını azaltmak, sensör yüzey dayanıklılığını artırmak ve mekanik özelliklerini iyileştirmek için formüle edilir.
Teknolojideki ilerlemeyle, bugün sensörler çeşitli fiziksel olayları ölçmede çok önemli bir rol oynuyor. Küçük boyutları, yüksek dayanıklılıkları onları taşınabilir elektronik cihazlarda kullanmamıza yardımcı olur. Bugün, sensörler stres, basınç, sıcaklık, renk, vb. ölçmek için mevcuttur. kuvvet algılama dirençleri 1977'de patentlenmiştir. SI'da Kuvvet birimi nedir?
