Күш сенсоры дегеніміз не? Қандай түрлері бар?

Күш сенсоры дегеніміз не? Қандай түрлері бар?

Күш - материя қозғалысының өзгеруінің тікелей себебі. Күш сенсоры кернеу, тарту, қысым, салмақ, момент, ішкі кернеу және деформация сияқты әртүрлі механикалық шамаларды анықтай алады. Әдетте, күш сенсоры сезімтал элемент пен трансдукция элементінен тұрады. Бұл белгілі бір өлшем деректерін сезінуге және оны белгілі бір ережелерге сәйкес қолдануға болатын сигналдарға түрлендіруге қабілетті құрылғы немесе жабдық.

 

Осы жаңа дәуірде күш сенсорлары әсіресе өнеркәсіптік салаларда кең таралған қолданбаларды тапты. Күш датчиктерін тиімді пайдалану үшін олардың анықтамасы мен функцияларын жақсы түсіну керек. Сонымен, күш сенсоры дегеніміз не және оның қандай түрлері бар? Зерттеп көрейік!

 

Күш сенсорлары көптеген түрлерде келеді және оларды әртүрлі физикалық әсерлер мен анықтау принциптері негізінде кедергі деформациясы сенсорлары, пьезомагниттік сенсорлар және пьезоэлектрлік сенсорлар деп бөлуге болады.

 

1. Деформация өлшегіш күш сенсорлары:  

  - Детензометрдің күш сенсорлары барлық күш датчиктерінің арасында кеңінен қолданылады. Олар жоғары өлшеу дәлдігін ұсынады және барлық сенсорлардың шамамен 90% құрайтын шағын және үлкен динамикалық және статикалық күштерді өлшей алады. Тензометрлік күш датчиктерінің жұмыс принципі тензометрлік қысым датчиктеріне ұқсас. Олар серпімді сезімтал элементтен және оған бекітілген тензометрлерден тұрады. Бұл датчиктер алдымен өлшенген күшті серпімді элементтің деформациясына түрлендіреді, содан кейін деформацияны өлшеу үшін қарсылық деформация әсерін пайдаланады, осылайша шығысты оқиды.

 

2. Пьезомагниттік күш сенсорлары:

  - Ферромагниттік материалдарға сыртқы созу немесе қысу күштері әсер еткенде, олардың магниттік өткізгіштігі кернеудің шамасы мен бағытына қарай өзгереді. Созылу күштері кезінде магниттік өткізгіштік күштің бағытына қарай артады және күш бағытына перпендикуляр аздап төмендейді. Қысу күштерінің әсерінен өзгерістер қарама-қарсы болады. Ферромагниттік материалдардың магнитостриктивтік әсері ретінде белгілі бұл физикалық құбылыс күшті өлшеу үшін пайдаланылуы мүмкін.

 

3. Пьезоэлектрлік сенсорлар:

  - Пьезоэлектрлік сенсорлар әртүрлі динамикалық күштерді, механикалық әсерлерді және дірілдерді өлшей алады. Олар шағын өлшемдерге, жеңіл салмаққа, жоғары жиілікті реакцияға және сигнал мен шудың жоғары қатынасына байланысты акустика, медицина, механика және теңіз салаларында кеңінен қолданылады. Пішініне қарай жүктеме жасушалары (күш датчигі түрі) консольдық жүктеме ұяшықтарына, S типті датчиктерге, пластина жүктеме ұяшықтарына, қорап датчиктеріне және спиц типті сенсорларға жіктелуі мүмкін.  

 

Күш датчиктері ресурстарды барлау, теңізді зерттеу, ғарышты игеру, өнеркәсіптік өндіріс, қоршаған ортаны қорғау, медициналық диагностика, биоинженерия және тіпті мәдени жәдігерлерді сақтауды қоса алғанда, кең ауқымды салаларға еніп кетті. Кең ғарыштан терең теңізге дейін және әртүрлі күрделі инженерлік жүйелерге дейінгі кез келген заманауи инженерлік жобалардың барлығы дерлік әртүрлі күш датчиктеріне сүйенеді десек, артық айтқандық емес.