En kraftsensor är en elektronisk komponent som omvandlar kraft till en mätbar elektrisk signal. Det används ofta inom industriell automation, robotteknik och biltillverkning.
Dess grundläggande egenskaper är följande:
Kärnfunktioner: Den kan detektera mekaniska storheter som spänning, töjning, tryck, vikt, vridmoment, inre belastning och töjning, och är en nyckelkomponent för kraftkontroll och vägning.
Sammansättning och struktur: Den består huvudsakligen av tre delar:
Kraftkänsligt-element (elastisk kropp): Tillverkat av material som aluminiumlegering, legerat stål och rostfritt stål, deformeras det under kraft.
Omvandlingselement: Det vanligaste är en motståndstöjningsmätare, fäst på den elastiska kroppen, som ändrar sitt motståndsvärde med deformation.
Kretssektion: Inkluderar en Wheatstone-brygga, PCB-kort, emaljerad tråd, etc., som används för signalbehandling och utmatning.
Arbetsprincip: Beroende på typen av sensor är den huvudsakligen baserad på följande fysiska effekter:
Töjningsmätartyp: Använder motståndsspänningseffekten hos metall eller halvledarmaterial. Extern kraft gör att töjningsmätaren deformeras, och förändringen i motstånd omvandlas till en spänningssignal genom en bryggkrets.
Piezoelektrisk: Baserat på den piezoelektriska effekten genererar en kvartskristall en elektrisk laddning när den utsätts för kraft, som sedan omvandlas till en spänningssignal av en laddningsförstärkare. Lämplig för dynamiska mätningar.
Kapacitiv: Mäter kraft genom att mäta förändringen i kapacitans som orsakas av förändringen i avståndet mellan två ledarplattor.
Optiskt: Använder inverkan av fiberböjning eller förändringar av brytningsindex på ljustransmissionsegenskaper för att uppnå -beröringsfri mätning med hög-precision.
Klassificeringsmetoder:
Genom mätprincip: Töjningsmätare, piezoelektrisk, kapacitiv, piezoresistiv, optisk, etc.
Genom mätning Dimension: En-dimensionell (enriktad kraft), tre-dimensionell (treriktningskraft), sex-dimensionell (tririktad kraft + tririktad vridmoment), den senare används ofta för hög-kraftkontroll i robotar.
Key Performance Indicators:
Noggrannhet och repeterbarhet: Höga-sensorer kan uppnå en noggrannhet på 0,01 % och en repeterbarhet på 0,5 % FS
Mätområde: Från några gram till hundratals ton, till exempel Ningbo Keli IL-serien som täcker 50 kg till 2 ton.
Temperaturstabilitet: Temperaturdriftskompensation (TKzero) och känslighetstemperaturkompensation (TCS) krävs för att förbättra stabiliteten.
Utmatningsmetod: Analog signal (t.ex. mV/V) eller digital signal, som stöder flera gränssnittsprotokoll.