Det er mange fysikklover som er basert på begrepet Force. Kraft, når den påføres på et objekt med masse m, endrer objektets hastighet. Det er mange begreper relatert til kraft, for eksempel skyvekraft, dra og moment. Når den påføres på et objekt, øker skyvekraften objektets hastighet, mens Drag reduserer hastigheten og Moment genererer endringer i objektets rotasjonshastighet. Når det er en balansert kraftfordeling i objektet, kan ingen akselerasjon sees. Med fremskritt innen teknologi introduseres en sensor som kan bidra til å overvåke kraft, kjent som Force Sensor.
Hva er en Force Sensor?
På 1970-tallet fant Sir Franklin Eventoff at noen materialer, når de ble utsatt for makt, kan endre motstandsverdiene. Disse materialene var kjent som Force-Sensing Resistors. Disse materialene brukes til å produsere en sensor som kan måle kraften. En kraftsensor er en sensor som hjelper til med å måle mengden kraft som påføres et objekt. Ved å observere mengden endring i motstandsverdiene til kraftfølende motstander, kan den påførte kraften beregnes.
Force-Sensor
Arbeidsprinsipp
Det generelle arbeidsprinsippet til Force Sensors er at de reagerer på den påførte kraften og konverterer verdien til en målbar størrelse. Det er forskjellige typer Force Sensors tilgjengelig i markedet basert på forskjellige sensingelementer. De fleste av Force Sensors er designet med Force-Sensing Resistors. Disse sensorene består av en sensorfilm og elektroder.
Arbeidsprinsippet til en Force-sensing motstand er basert på egenskapen til 'Contact Resistance'. Motstander med sensorfølere inneholder en ledende polymerfilm som endrer motstanden på en forutsigbar måte når kraft påføres overflaten. Denne filmen består av, underledende mikrometer, elektrisk ledende og ikke-ledende partikler arrangert i en matrise. Når kraft påføres overflaten på denne filmen, berører den store størrelsen på sensorelektrodene, og endrer motstanden til filmen. Mengden endring forårsaket motstandsverdiene gir mål for mengden kraft som blir brukt.
For å forbedre ytelsen til Force-Sensing-motstandene gjøres det forskjellige anstrengelser med flere forskjellige tilnærminger, for eksempel for å minimere drift av polymer, blir forskjellige elektrodekonfigurasjoner testet. Test med sensor ved å erstatte polymeren med nye materialer som karbon-nanorør etc….
Anvendelser av Force Sensor
Hovedbruken av Force-sensoren er å måle mengden kraft som brukes. Det finnes forskjellige typer og størrelser av kraftfølere tilgjengelig for forskjellige typer applikasjoner. Noen av applikasjonene til Force sensor som bruker kraftfølende motstander inkluderer trykkfølende knapper, i musikkinstrumenter, som bilbeleggingssensorer, i kunstige lemmer, i fotpronasjonssystemer, utvidet virkelighet, etc ....
Eksempler på Force Sensors
Det er mange typer kraftfølere tilgjengelig for forskjellige typer applikasjoner. Noen av eksemplene på kraftfølere er Last celler , pneumatiske lastceller, kapasitive lastceller, belastningsceller for strekkmåler, hydrauliske lastceller osv.
Foruten kraftfølere, er det også en kategori av kraftgivere. Hovedforskjellen mellom en kraftsensor og kraftomformer er at transduseren konverterer mengden kraft målt eller påført til et målbart lite elektrisk spenningsutgangssignal. Mens utgangen fra en Force-sensor ikke er en elektrisk spenning.
Fordeler med FSR
Belastningscelle for strekkmåler er både en kraftføler og en kraftomformer. Sammenlignet med alle andre kraftsensorer, gir kraftsensorene med kraftfølende motstand forskjellige fordeler, for eksempel liten størrelse, lave kostnader og god støtmotstand. På grunn av sin lille størrelse brukes de i bærbar elektronikk og forbedret mobilinteraksjon. Den største ulempen med disse sensorene er deres lave presisjon ettersom målingene varierer med 10%.
Kraftsenserende motstander baserte Kraftsensorer er også kjent som FSR. FSR-sensorer brukes i transportsystemer for å måle mengden stress som påføres varene mens de transporteres et sted til et annet. Funksjonen til FSR kan endres ved å endre egenskapene til Force-sensing-motstandene.
Motstand med sensorsensing krever et lite grensesnitt og kan fungere i moderat fiendtlige omgivelser. Her er de små ledende og ikke-ledende partiklene formulert for å redusere temperaturavhengigheten til sensoren, øke holdbarheten på sensoroverflaten og forbedre dens mekaniske egenskaper.
Med fremskritt innen teknologi spiller sensorer i dag en avgjørende rolle i å måle forskjellige fysiske fenomener. Deres lille størrelse, høy holdbarhet hjelper oss å bruke dem i bærbar elektronikk. I dag, sensorer er tilgjengelige for måling av stress, trykk, temperatur, farge osv.… kraftfølende motstander ble patentert i 1977. Hva er enheten for Force i SI?
