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¿Qué es un sensor de fuerza? ¿Qué tipos hay?
2024-05-21
¿Qué es un sensor de fuerza? ¿Qué tipos hay?
La fuerza es la causa directa de los cambios en el movimiento de la materia. Un sensor de fuerza puede detectar varias cantidades mecánicas, como tensión, tirón, presión, peso, par, estrés interno y tensión. Típicamente, un sensor de fuerza consiste en un elemento sensible y un elemento de transducción. Es un dispositivo o equipo capaz de detectar datos de medición especificados y convertirlos en señales utilizables de acuerdo con ciertas reglas.
En esta nueva era, los sensores de fuerza han encontrado aplicaciones generalizadas, especialmente en campos industriales. Para usar los sensores de fuerza de manera efectiva, uno debe tener una buena comprensión de su definición y funciones. Entonces, ¿qué es exactamente un sensor de fuerza y qué tipos hay? ¡Exploremos!
Los sensores de fuerza vienen en muchos tipos y pueden clasificarse en función de diferentes efectos físicos y principios de detección en sensores de tensión de resistencia, sensores piezomagnéticos y sensores piezoeléctricos.
1. Sensores de fuerza de calibre de tensión:
- Los sensores de fuerza de calibre de tensión se usan ampliamente entre todos los sensores de fuerza. Ofrecen una alta precisión de medición y pueden medir fuerzas dinámicas y estáticas pequeñas y grandes, lo que representa alrededor del 90% de todos los sensores. El principio de funcionamiento de los sensores de fuerza de calibre de deformación es similar al de los sensores de presión de calibre de deformación. Consisten en un elemento sensible elástico y los medidores de tensión unidos a él. Estos sensores primero convierten la fuerza medida en la tensión del elemento elástico, luego usan el efecto de deformación de resistencia para medir la tensión, leyendo así la salida.
2. Sensores de fuerza piezomagnética:
- Cuando los materiales ferromagnéticos están sujetos a fuerzas externas de tracción o compresión, su permeabilidad magnética cambia con la magnitud y la dirección de la tensión. Bajo fuerzas de tracción, la permeabilidad magnética aumenta en la dirección de la fuerza y disminuye ligeramente perpendicular a la dirección de la fuerza. Bajo las fuerzas de compresión, los cambios son opuestos. Este fenómeno físico, conocido como el efecto magnetoestrictivo de los materiales ferromagnéticos, puede usarse para la medición de la fuerza.
3. Sensores piezoeléctricos:
- Los sensores piezoeléctricos pueden medir varias fuerzas dinámicas, impactos mecánicos y vibraciones. Se usan ampliamente en acústica, medicina, mecánica y campos marítimos debido a su pequeño tamaño, ligero, respuesta de alta frecuencia y alta relación señal / ruido. Según la forma, las celdas de carga (un tipo de sensor de fuerza) se pueden clasificar en celdas de carga en voladizo, sensores de tipo S, celdas de carga de placas, sensores de caja y sensores de tipo de radios.
Los sensores de fuerza han penetrado en una amplia gama de campos, incluida la exploración de recursos, la exploración marina, el desarrollo del espacio, la producción industrial, la protección del medio ambiente, el diagnóstico médico, la bioingeniería e incluso la preservación de las reliquias culturales. No es exagerado decir que casi todos los proyectos de ingeniería modernos, desde el vasto espacio hasta el mar profundo y varios sistemas de ingeniería complejos, se basan en varios sensores de fuerza.
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