Mi az az erőérzékelő? Milyen típusok léteznek?

Mi az az erőérzékelő? Milyen típusok léteznek?

Az erő az anyag mozgásában bekövetkező változások közvetlen oka. Az erőérzékelő különféle mechanikai mennyiségeket képes érzékelni, például feszültséget, húzást, nyomást, súlyt, nyomatékot, belső feszültséget és alakváltozást. Az erőérzékelő jellemzően egy érzékeny elemből és egy transzdukciós elemből áll. Ez egy olyan készülék vagy berendezés, amely képes meghatározott mérési adatok érzékelésére és azokat meghatározott szabályok szerint használható jelekké alakítani.

 

Ebben az új korszakban az erőérzékelők széles körben elterjedtek, különösen az ipari területeken. Az erőérzékelők hatékony használatához jól kell ismerni azok meghatározását és funkcióit. Tehát mi is pontosan az erőérzékelő, és milyen típusai vannak? Fedezzük fel!

 

Az erőérzékelők többféle típusban kaphatók, és különböző fizikai hatások és észlelési elvek alapján az ellenállás-nyúlásérzékelők, piezomágneses érzékelők és piezoelektromos érzékelők kategóriába sorolhatók.

 

1. Húzásmérő erőérzékelők:  

  - A nyúlásmérő erőérzékelőket széles körben használják az összes erőérzékelő között. Nagy mérési pontosságot kínálnak, és kis és nagy dinamikus és statikus erőket is képesek mérni, így az összes érzékelő körülbelül 90%-át teszik ki. A nyúlásmérő erőérzékelők működési elve hasonló a nyúlásmérő nyomásérzékelőkéhez. Elasztikus érzékeny elemből és hozzáerősített nyúlásmérőkből állnak. Ezek az érzékelők először a mért erőt alakítják át a rugalmas elem alakváltozásává, majd az ellenállási nyúlás hatást használják az alakváltozás mérésére, ezáltal leolvasva a kimenetet.

 

2. Piezomágneses erőérzékelők:

  - Ha a ferromágneses anyagokat külső húzó- vagy nyomóerők érik, mágneses permeabilitásuk a feszültség nagyságával és irányával változik. A húzóerők hatására a mágneses permeabilitás az erő irányában növekszik, és az erőirányra merőlegesen kissé csökken. Nyomóerők hatására a változások ellentétesek. Ez a ferromágneses anyagok magnetostrikciós hatásaként ismert fizikai jelenség erőmérésre használható.

 

3. Piezoelektromos érzékelők:

  - A piezoelektromos érzékelők különféle dinamikus erőket, mechanikai hatásokat és rezgéseket képesek mérni. Kis méretük, könnyű súlyuk, nagyfrekvenciás válaszadásuk és magas jel-zaj arányuk miatt széles körben használják az akusztikában, az orvostudományban, a mechanikában és a tengerészeti területeken. Az alak alapján az erőmérő cellák (egyfajta erőérzékelő) konzolos mérőcellákra, S-típusú érzékelőkre, lemezes mérőcellákra, dobozérzékelőkre és küllős típusú érzékelőkre oszthatók.  

 

Az erőérzékelők számos területen behatoltak, beleértve az erőforrások feltárását, a tengeri feltárást, az űrfejlesztést, az ipari termelést, a környezetvédelmet, az orvosi diagnosztikát, a biomérnökséget és még a kulturális emlékek megőrzését is. Nem túlzás azt állítani, hogy szinte minden modern mérnöki projekt a hatalmas űrtől a mélytengerig és a különféle összetett mérnöki rendszerekig különféle erőérzékelőkre támaszkodik.