Čo je snímač sily? Aké typy existujú?

Čo je snímač sily? Aké typy existujú?

Sila je priamou príčinou zmien v pohybe hmoty. Snímač sily dokáže detekovať rôzne mechanické veličiny, ako je napätie, ťah, tlak, hmotnosť, krútiaci moment, vnútorné napätie a deformácia. Typicky sa snímač sily skladá z citlivého prvku a transdukčného prvku. Je to zariadenie alebo zariadenie schopné snímať špecifikované namerané údaje a premieňať ich na použiteľné signály podľa určitých pravidiel.

 

V tejto novej ére našli snímače sily široké uplatnenie, najmä v priemyselných oblastiach. Aby ste mohli efektívne využívať snímače sily, musíte dobre porozumieť ich definícii a funkciám. Takže, čo presne je snímač sily a aké typy existujú? Poďme preskúmať!

 

Snímače sily existujú v mnohých typoch a možno ich kategorizovať na základe rôznych fyzikálnych efektov a princípov detekcie na snímače odporového napätia, piezomagnetické snímače a piezoelektrické snímače.

 

1. Tenzometrické snímače sily:  

  - Tenzometrické snímače sily sú široko používané medzi všetkými snímačmi sily. Ponúkajú vysokú presnosť merania a dokážu merať malé aj veľké dynamické a statické sily, ktoré tvoria asi 90 % všetkých snímačov. Princíp činnosti tenzometrických snímačov sily je podobný ako pri tenzometrických snímačoch tlaku. Pozostávajú z elastického citlivého prvku a k nemu pripevnených tenzometrov. Tieto snímače najprv prevedú nameranú silu na deformáciu pružného prvku, potom použijú efekt odporového napätia na meranie deformácie, čím odčítajú výstup.

 

2. Piezomagnetické snímače sily:

  - Keď sú feromagnetické materiály vystavené vonkajším ťahovým alebo tlakovým silám, ich magnetická permeabilita sa mení s veľkosťou a smerom napätia. Pri ťahových silách sa magnetická permeabilita zvyšuje v smere sily a mierne klesá kolmo na smer sily. Pri tlakových silách sú zmeny opačné. Tento fyzikálny jav, známy ako magnetostrikčný efekt feromagnetických materiálov, možno použiť na meranie sily.

 

3. Piezoelektrické snímače:

  - Piezoelektrické senzory dokážu merať rôzne dynamické sily, mechanické nárazy a vibrácie. Sú široko používané v akustike, medicíne, mechanike a námorných oblastiach kvôli ich malým rozmerom, nízkej hmotnosti, vysokofrekvenčnej odozve a vysokému pomeru signálu k šumu. Na základe tvaru možno snímače zaťaženia (typ snímača sily) rozdeliť na konzolové snímače zaťaženia, snímače typu S, snímače zaťaženia doskami, snímače škatule a snímače typu lúče.  

 

Senzory sily prenikli do širokého spektra oblastí vrátane prieskumu zdrojov, morského prieskumu, rozvoja vesmíru, priemyselnej výroby, ochrany životného prostredia, lekárskej diagnostiky, bioinžinierstva a dokonca aj ochrany kultúrnych pamiatok. Bez preháňania možno povedať, že takmer každý moderný inžiniersky projekt, od obrovského vesmíru až po hlboké more a rôzne zložité inžinierske systémy, sa spolieha na rôzne snímače sily.