Постоји много закона физике који се заснивају на концепту Силе. Сила, када се примени на објекат масе м, мења брзину објекта. Постоји много концепата повезаних са силом попут потиска, вуче и обртног момента. Када се примени на објекат, потисак повећава брзину објекта, док повлачење смањује брзину и обртни моменат генерише промене у брзини ротације објекта. Када постоји уравнотежен распоред сила у објекту, не може се видети убрзање. Са напретком технологије уведен је сензор који може да помогне у надгледању силе, познат као сензор силе.
Шта је сензор силе?
Сир Франклин Евентофф је 1970-их открио да неки материјали, када су подвргнути сили, могу променити вредности отпора. Ови материјали су били познати као отпорници који осећају силу. Ови материјали се користе за производњу сензора који може да мери Сила. Сензор силе је сензор који помаже у мерењу количине силе која се примењује на објекат. Посматрањем величине промене вредности отпора отпорника који осећају силу, може се израчунати примењена сила.
Сензор силе
Принцип рада
Општи принцип рада сензора силе је да реагују на примењену силу и вредност претварају у мерљиву величину. На тржишту су доступне различите врсте сензора силе засноване на разним сензорским елементима. Већина сензора силе дизајнирани су помоћу отпорника за детекцију силе. Ови сензори се састоје од осетљивог филма и електрода.
Принцип рада отпорника осетљивог на силу заснован је на својству „отпора контакту“. Отпорници за осетљивост силе садрже проводни полимерни филм који мења отпор на предвидљив начин када се сила примењује на његову површину. Овај филм се састоји од, субмикрометара, електропроводљивих и непроводљивих честица распоређених у матрицу. Када се сила примени на површину овог филма, микро величине честица додирују електроде сензора, мењајући отпор филма. Износ промене изазване вредностима отпора даје меру величине силе која се примењује.
Да би се побољшале перформансе отпорника који осећају силу, улажу се различити напори са више различитих приступа, као што су, како би се минимализовао замах полимера, испитују се различите конфигурације електрода, тестирање сензором заменом полимера новим материјалима попут угљеничних наноцеви, итд….
Примене сензора силе
Главна употреба сензора силе је мерење количине примењене силе. Постоје различите врсте и величине сензора силе за различите типове примене. Неке од примена Форце сензора који користи отпорнике за осетљивост силе укључују тастере за осетљивост притиска, на музичким инструментима, као сензори заузетости аутомобила, у вештачким удовима, у системима за пронацију стопала, проширену стварност итд.
Примери сензора силе
Постоји много врста сензора силе за различите типове примене. Неки од примера сензора силе су Теретне ћелије , пнеуматске мерне ћелије, капацитивне мерне ћелије, мерне ћелије са мерачем напона, хидрауличне мерне ћелије итд.
Поред сензора силе, постоји и категорија претварача силе. Главна разлика између сензора силе и претварача силе је у томе што претварач претвара количину мерене или примењене силе у мерљиви излазни сигнал малог електричног напона. Док излаз сензора силе није електрични напон.
Предности ФСР
Мерна ћелија мерног механизма је сензор силе као и претварач силе. У поређењу са свим осталим сензорима силе, сензори силе са отпорницима који осећају силу пружају разне предности као што су мала величина, ниска цена и добра отпорност на ударце. Због своје мале величине, користе се у преносној електроници и побољшаној мобилној интеракцији. Главни недостатак ових сензора је њихова ниска прецизност, јер се њихова мерења разликују за 10%.
Отпорници на бази сензора силе који су засновани на сензорима силе познати су и као ФСР. ФСР сензори се користе у транспортним системима за мерење нивоа стреса који се примењује на робу док је превозе са једног места на друго. Функционисање ФСР може се променити променом својстава отпорника који осећају силу.
Отпорници за сензацију захтевају мали интерфејс и могу радити у умјерено непријатељским окружењима. Овде су мале проводне и непроводљиве честице формулисане да смање температурну зависност сензора, повећају трајност површине сензора и побољшају његова механичка својства.
Са напретком технологије, данас сензори играју пресудну улогу у мерењу различитих физичких феномена. Њихова мала величина и велика издржљивост помажу нам да их користимо у преносној електроници. Данас, сензори доступни су за мерење стреса, притиска, температуре, боје итд отпорници који осећају силу су патентирани 1977. Која је јединица силе у СИ?
