힘의 개념을 기반으로하는 많은 물리 법칙이 있습니다. 질량 m의 오브젝트에 힘을 적용하면 오브젝트의 속도가 변경됩니다. 추력, 항력 및 토크와 같은 힘과 관련된 많은 개념이 있습니다. 물체에 적용하면 추력은 물체의 속도를 증가시키는 반면 드래그는 속도를 감소시키고 토크는 물체의 회전 속도를 변화시킵니다. 물체에 균형 잡힌 힘 분포가 있으면 가속이 보이지 않습니다. 기술이 발전함에 따라 힘을 모니터링하는 데 도움이되는 센서가 도입되었습니다.
힘 센서 란 무엇입니까?
1970 년대 프랭클린 이벤 토프 경은 일부 재료가 힘을 받으면 저항 값을 변경할 수 있음을 발견했습니다. 이러한 재료는 Force-Sensing Resistors로 알려져 있습니다. 이러한 재료는 힘을 측정 할 수있는 센서를 만드는 데 사용됩니다. 힘 센서는 물체에 가해지는 힘의 양을 측정하는 데 도움이되는 센서입니다. 힘 감지 저항의 저항 값의 변화량을 관찰하여 적용된 힘을 계산할 수 있습니다.
힘 센서
작동 원리
힘 센서의 일반적인 작동 원리는 적용된 힘에 반응하고 값을 측정 가능한 양으로 변환하는 것입니다. 다양한 감지 요소를 기반으로 시장에 다양한 유형의 힘 센서가 있습니다. 대부분의 힘 센서는 힘 감지 저항을 사용하여 설계되었습니다. 이 센서는 감지 필름과 전극으로 구성됩니다.
힘 감지 저항기의 작동 원리는 '접촉 저항'의 속성을 기반으로합니다. 힘 감지 저항기에는 표면에 힘이 가해지면 저항을 예측 가능한 방식으로 변화시키는 전도성 고분자 필름이 포함되어 있습니다. 이 필름은 마이크로 미터 이하 크기의 전기 전도성 및 비전 도성 입자로 매트릭스에 배열되어 있습니다. 이 필름의 표면에 힘이 가해지면 미세한 입자가 센서 전극에 닿아 필름의 저항을 변화시킵니다. 저항 값에 대한 변화량은 적용된 힘의 양을 측정합니다.
Force-Sensing 저항기의 성능을 향상시키기 위해 폴리머의 드리프트를 최소화하기 위해 다양한 전극 구성을 테스트하고, 폴리머를 탄소 나노 튜브와 같은 새로운 재료로 교체하여 센서로 테스트하는 등 다양한 접근 방식으로 다양한 노력을 기울이고 있습니다. 기타….
힘 센서의 응용
힘 센서의 주요 용도는 적용된 힘의 양을 측정하는 것입니다. 다양한 유형의 응용 분야에 사용할 수있는 다양한 유형과 크기의 힘 센서가 있습니다. 힘 감지 저항기를 사용하는 힘 센서의 일부 응용 분야에는 압력 감지 버튼, 악기, 차량 탑승 센서, 의족, 발 내전 시스템, 증강 현실 등이 포함됩니다.
힘 센서의 예
다양한 유형의 응용 분야에 사용할 수있는 많은 유형의 힘 센서가 있습니다. 힘 센서의 몇 가지 예는 다음과 같습니다. 로드셀 , 공압식 로드셀, 용량 성 로드셀, 스트레인 게이지 로드셀, 유압식 로드셀 등…
힘 센서 외에도 힘 변환기의 범주도 있습니다. 힘 센서와 힘 변환기의 주요 차이점은 변환기가 측정되거나 적용된 힘의 양을 측정 가능한 작은 전기 전압 출력 신호로 변환한다는 것입니다. 힘 센서의 출력은 전기 전압이 아닙니다.
FSR의 장점
스트레인 게이지 로드셀은 힘 센서이자 힘 변환기입니다. 다른 모든 힘 센서와 비교할 때 힘 감지 저항기가있는 힘 센서는 작은 크기, 저렴한 비용 및 우수한 충격 저항과 같은 다양한 이점을 제공합니다. 크기가 작기 때문에 휴대용 전자 제품 및 향상된 모바일 상호 작용에 사용됩니다. 이 센서의 가장 큰 단점은 측정 값이 10 % 차이가 나기 때문에 정밀도가 낮다는 것입니다.
힘 센서 기반 힘 감지 저항기는 FSR이라고도합니다. FSR 센서는 상품을 한 장소에서 다른 장소로 운송하면서 상품에 가해지는 응력의 양을 측정하기 위해 운송 시스템에 사용됩니다. FSR의 기능은 힘 감지 저항의 속성을 변경하여 변경할 수 있습니다.
힘 감지 저항기는 작은 인터페이스를 필요로하며 적당히 적대적인 환경에서 작동 할 수 있습니다. 여기서 작은 전도성 및 비전 도성 입자는 센서의 온도 의존성을 줄이고 센서 표면 내구성을 높이며 기계적 특성을 향상시키기 위해 공식화됩니다.
기술의 발전으로 오늘날 센서는 다양한 물리적 현상을 측정하는 데 중요한 역할을하고 있습니다. 크기가 작고 내구성이 뛰어나 휴대용 전자 제품에 사용할 수 있습니다. 오늘, 센서 스트레스, 압력, 온도, 색상 등을 측정 할 수 있습니다. 힘 감지 저항기 SI에서 힘의 단위는 무엇입니까?
