سنسور نیرو چیست؟ چه انواعی وجود دارد؟

سنسور نیرو چیست؟ چه انواعی وجود دارد؟

نیرو عامل مستقیم تغییرات در حرکت ماده است. سنسور نیرو می تواند مقادیر مکانیکی مختلفی مانند کشش، کشش، فشار، وزن، گشتاور، تنش داخلی و کرنش را تشخیص دهد. به طور معمول، یک سنسور نیرو از یک عنصر حساس و یک عنصر انتقال تشکیل شده است. این دستگاه یا تجهیزاتی است که قادر است داده‌های اندازه‌گیری مشخص شده را حس کرده و طبق قوانین خاصی به سیگنال‌های قابل استفاده تبدیل کند.

 

در این دوره جدید، حسگرهای نیرو کاربردهای گسترده ای به ویژه در زمینه های صنعتی پیدا کرده اند. برای استفاده موثر از حسگرهای نیرو، باید درک خوبی از تعریف و عملکرد آنها داشت. بنابراین، سنسور نیرو دقیقا چیست و چه انواعی وجود دارد؟ بیایید کاوش کنیم!

 

سنسورهای نیرو انواع مختلفی دارند و می‌توان آنها را بر اساس اثرات فیزیکی و اصول تشخیص مختلف به سنسورهای کرنش مقاومتی، سنسورهای پیزومغناطیسی و سنسورهای پیزوالکتریک دسته‌بندی کرد.

 

1. سنسورهای نیروی فشار سنج:  

  - سنسورهای نیروی فشار سنج به طور گسترده در بین تمام سنسورهای نیرو مورد استفاده قرار می گیرند. آنها دقت اندازه گیری بالایی را ارائه می دهند و می توانند نیروهای دینامیکی و استاتیک کوچک و بزرگ را اندازه گیری کنند که حدود 90٪ از تمام سنسورها را تشکیل می دهند. اصل کار سنسورهای نیروی کرنش سنج مشابه سنسورهای فشار سنج کرنش است. آنها از یک عنصر حساس الاستیک و کرنش سنج متصل به آن تشکیل شده اند. این حسگرها ابتدا نیروی اندازه گیری شده را به کرنش عنصر الاستیک تبدیل می کنند، سپس از اثر کرنش مقاومتی برای اندازه گیری کرنش استفاده می کنند و در نتیجه خروجی را می خوانند.

 

2. سنسورهای نیروی پیزومغناطیسی:

  - وقتی مواد فرومغناطیسی تحت نیروهای کششی یا فشاری خارجی قرار می‌گیرند، نفوذپذیری مغناطیسی آنها با بزرگی و جهت تنش تغییر می‌کند. تحت نیروهای کششی، نفوذپذیری مغناطیسی در جهت نیرو افزایش می یابد و کمی عمود بر جهت نیرو کاهش می یابد. تحت نیروهای فشاری، تغییرات برعکس است. این پدیده فیزیکی که به عنوان اثر مغناطیسی مواد فرومغناطیسی شناخته می شود، می تواند برای اندازه گیری نیرو استفاده شود.

 

3. سنسورهای پیزوالکتریک:

  - حسگرهای پیزوالکتریک می‌توانند نیروهای دینامیکی، ضربه‌های مکانیکی و ارتعاشات مختلف را اندازه‌گیری کنند. آنها به دلیل اندازه کوچک، سبک وزن، پاسخ فرکانس بالا و نسبت سیگنال به نویز بالا، به طور گسترده در زمینه های صوتی، پزشکی، مکانیک و دریانوردی استفاده می شوند. بر اساس شکل، لودسل ها (نوعی حسگر نیرو) را می توان به لودسل های کنسولی، سنسورهای نوع S، لودسل های صفحه ای، سنسورهای جعبه ای و سنسورهای نوع اسپیکر طبقه بندی کرد.  

 

حسگرهای نیرو در طیف گسترده‌ای از زمینه‌ها، از جمله اکتشاف منابع، اکتشافات دریایی، توسعه فضا، تولید صنعتی، حفاظت از محیط زیست، تشخیص‌های پزشکی، مهندسی زیستی و حتی حفظ آثار فرهنگی نفوذ کرده‌اند. اغراق نیست اگر بگوییم تقریباً هر پروژه مهندسی مدرن، از فضای وسیع گرفته تا اعماق دریا و سیستم‌های مهندسی پیچیده مختلف، بر حسگرهای نیروی مختلف متکی است.