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什么是力传感器?工作原理和应用

2021-05-12浏览次数:2052
许多物理定律都是以力的概念为基础的。当力作用于质量为m的物体时,物体的速度就会改变。有许多与力相关的概念,如推力、阻力和扭矩。当施加在一个物体上时,推力会增加物体的速度,而阻力会降低速度,而扭矩会改变物体的转速。当物体中力的分布平衡时,就看不到加速度。随着技术的进步,一种可以帮助监测力的传感器被引入,称为力传感器。

力传感器图片

什么是力传感器?


在20世纪70年代,富兰克林·艾文托夫爵士(Sir Franklin Eventoff)发现一些材料在受力时,会改变它们的电阻值。这些材料被称为力感电阻。这些材料被用来制造一个可以测量力的传感器。力传感器是一种传感器,帮助测量施加在物体上的力的大小。通过观察力敏电阻的电阻值变化量,可以计算出施加的力。

工作原理:


力传感器的一般工作原理是,它们对施加的力作出响应,并将值转换为可测量的量。根据不同的传感元件,市场上有各种类型的力传感器可供选择。大多数力传感器都是使用力传感电阻设计的。这些传感器由传感膜和电极组成。

力敏电阻的工作原理是基于“接触电阻”的特性。力感电阻包含一层导电聚合物薄膜,当力施加在其表面时,它会以可预测的方式改变其电阻。这种薄膜由亚微米大小的导电和非导电粒子排列在基体中组成。当力作用于薄膜表面时,微型粒子接触传感器电极,改变薄膜的电阻。对电阻值所引起的变化量给出了施加的力的量。

为了提高力敏电阻的性能,各种不同的方法正在进行努力,例如,为了尽量减少聚合物的漂移,各种电极配置正在进行测试,通过用新材料,如碳纳米管等,取代聚合物的传感器测试。

力传感器的应用:


力传感器的主要用途是测量施加的力的大小。有各种类型和尺寸的力传感器可用于不同类型的应用。使用力感应电阻的力传感器的一些应用包括压力感应按钮、乐器、汽车传感器、假肢、足内旋系统、增强现实等。