Was ist ein Kraftsensor? Welche Typen gibt es?

Was ist ein Kraftsensor? Welche Typen gibt es?

Kraft ist die direkte Ursache für Änderungen in der Bewegung der Materie. Ein Kraftsensor kann verschiedene mechanische Größen wie Spannung, Ziehen, Druck, Gewicht, Drehmoment, Innenspannung und Dehnung nachweisen. Typischerweise besteht ein Kraftsensor aus einem empfindlichen Element und einem Transduktionselement. Es handelt sich um ein Gerät oder eine Geräte, die angegebene Messdaten erfasst und nach bestimmten Regeln in nutzbare Signale umgewandelt werden kann.

In dieser neuen Ära haben Kraftsensoren weit verbreitete Anwendungen gefunden, insbesondere in Industriefeldern. Um Kraftsensoren effektiv zu verwenden, muss man ein gutes Verständnis für ihre Definition und Funktionen haben. Also, was genau ist ein Kraftsensor und welche Typen gibt es? Lassen Sie uns erkunden!

Kraftsensoren sind in vielen Typen erhältlich und können basierend auf unterschiedlichen physikalischen Effekten und Erkennungsprinzipien in Widerstandsdehnungssensoren, piezomagnetische Sensoren und piezoelektrische Sensoren kategorisiert werden.

1. Dehnungsmesskraftsensoren:

- Die Kraftssensoren der Dehnungsmesser sind bei allen Kraftsensoren weit verbreitet. Sie bieten eine hohe Messgenauigkeit und können sowohl kleine als auch große dynamische und statische Kräfte messen, was etwa 90% aller Sensoren ausmacht. Das Arbeitsprinzip der Kraftssensoren der Dehnungsmessgeräte ähnelt dem von Druckmesssensoren der Dehnungsmesser. Sie bestehen aus einem elastischen empfindlichen Element- und Dehnungsmesser, die daran gebunden sind. Diese Sensoren wandeln zunächst die gemessene Kraft in den Dehnungsstamm des elastischen Elements um und verwenden dann den Widerstandsdehnungseffekt, um die Dehnung zu messen und so den Ausgang zu lesen.

2. Piezomagnetische Kraftsensoren:

- Wenn ferromagnetische Materialien externer Zug- oder Druckkräfte ausgesetzt sind, ändert sich ihre magnetische Permeabilität mit der Größe und Richtung der Spannung. Unter Zugkräften nimmt die magnetische Permeabilität in Richtung der Kraft zu und verringert senkrecht zur Kraftrichtung. Unter Druckkräften sind die Veränderungen entgegengesetzt. Dieses physikalische Phänomen, das als magnetostriktive Wirkung ferromagnetischer Materialien bekannt ist, kann zur Kraftmessung verwendet werden.

3. Piezoelektrische Sensoren:

- Piezoelektrische Sensoren können verschiedene dynamische Kräfte, mechanische Auswirkungen und Schwingungen messen. Sie werden aufgrund ihrer geringen Größe, des leichten, leichten Ansprechens und des hohen Signal-Rausch-Verhältnisses häufig in Akustik-, Medizin-, Mechanik- und maritimen Feldern eingesetzt. Basierend auf der Form können Lastzellen (eine Art Kraftsensor) in Ausleger-Lastzellen, S-Typ-Sensoren, Plattenlastzellen, Kastensensoren und Spoke-Sensoren eingeteilt werden.

Kraftsensoren haben eine Vielzahl von Feldern durchdrungen, einschließlich Ressourcenexploration, Meeresforschung, Raumentwicklung, Industrieproduktion, Umweltschutz, medizinische Diagnostik, Bioengineering und sogar kulturelle Relikterhaltung. Es ist keine Übertreibung zu sagen, dass fast jedes moderne Ingenieurprojekt, vom riesigen Raum bis zum Tiefsee und verschiedenen komplexen Ingenieursystemen, auf verschiedenen Kraftsensoren beruht.