Cảm biến lực là gì? Các công bố khoa học về Cảm biến lực
Cảm biến lực (hay còn được gọi là cảm biến tải) là một loại công cụ hoặc thiết bị được sử dụng để đo và ghi lại lực tác động lên một vật thể. Cảm biến lực sử dụ...
Cảm biến lực (hay còn được gọi là cảm biến tải) là một loại công cụ hoặc thiết bị được sử dụng để đo và ghi lại lực tác động lên một vật thể. Cảm biến lực sử dụng một loạt các nguyên lý vật lý khác nhau để chuyển đổi lực thành tín hiệu điện hoặc các thông số khác có thể được đo. Loại cảm biến lực phổ biến bao gồm cảm biến tải, cảm biến áp suất, cảm biến nén, cảm biến căng, cảm biến cân bằng lực,... Các ứng dụng của cảm biến lực phổ biến trong công nghiệp, đo lường và điều khiển, y tế, ô tô và hàng loạt các lĩnh vực khác.
Cảm biến lực được sử dụng để đo và ghi lại lực tác động hoặc áp lực được tạo ra bởi một vật thể. Các loại cảm biến lực khác nhau sử dụng các nguyên lý vật lý khác nhau để chuyển đổi lực thành tín hiệu đo. Dưới đây là một số loại cảm biến lực phổ biến:
1. Cảm biến tải (Load cells): Cảm biến tải chuyển đổi lực tác động thành tín hiệu điện. Nó bao gồm một thanh chắn mà khi lực tác động lên, nó uốn cong và tạo ra sự thay đổi trong điện trở. Thay đổi này được sử dụng để tính toán lực đang tác động lên cảm biến.
2. Cảm biến áp suất: Cảm biến áp suất đo và chuyển đổi áp suất thành tín hiệu điện hoặc analog. Các loại cảm biến áp suất bao gồm cảm biến áp suất ứng dụng cho chất lỏng hoặc khí và cảm biến áp suất phân cực.
3. Cảm biến nén: Cảm biến nén được sử dụng để đo lực nén hoặc lực tác động vuông góc vào mặt bề mặt của cảm biến. Thông thường, một đường cong đầu ra tuyến tính với lực hoặc áp suất được áp dụng.
4. Cảm biến căng: Cảm biến căng đo lực căng hoặc lực kéo. Chúng được sử dụng trong các ứng dụng như đo sức căng của cáp, dây và vòng bi.
5. Cảm biến cân bằng lực: Cảm biến cân bằng lực được sử dụng để đo lực theo hướng ngang và giúp giữ cho một vật thể ở trạng thái cân bằng hoặc giảm lực chuyển động.
Các ứng dụng của cảm biến lực là rất đa dạng, bao gồm đo lường lực trong quá trình sản xuất, đo lực tác động trong thiết kế ô tô, đo biểu đồ lực tại các thiết bị y tế, đo và kiểm soát lực trong khí cầu và nhiều lĩnh vực khác.
Tùy thuộc vào loại cảm biến lực cụ thể, các chi tiết cụ thể có thể khác nhau. Dưới đây là một số ví dụ về các loại cảm biến lực và cách chúng hoạt động:
1. Cảm biến tải (Load cells): Cảm biến tải được sử dụng rất phổ biến để đo lực trong công nghiệp và trong các ứng dụng hàng ngày. Nó bao gồm một cấu trúc cơ khí như thanh chắn hoặc trục tròn, và khi lực tác động lên, nó uốn cong theo một hướng cụ thể. Khi uốn cong, các cảm biến tải sử dụng các thiết bị chuyển đổi lực như các thanh gờ, giò cầu, hoặc các dây đàn hồi để chuyển đổi lực thành tín hiệu điện. Tín hiệu này được gửi đến một bộ chuyển đổi A/D (analog-to-digital converter) để chuyển đổi thành tín hiệu số, mà sau đó có thể được sử dụng để đo lực.
2. Cảm biến áp suất: Cảm biến áp suất đo lực tác động trực tiếp hoặc gián tiếp lên một diện tích nhất định trong một khu vực. Các loại cảm biến áp suất phổ biến bao gồm cảm biến áp suất đo áp suất chất lỏng hoặc khí trực tiếp sử dụng các thành phần như màng, biến dạng cầu, hay đổi điện dung để ghi lại thay đổi áp suất. Ngoài ra, cảm biến áp suất có thể sử dụng các nguyên lý khác như sự thay đổi của trở kháng, công suất, hoặc dòng điện với áp suất.
3. Cảm biến nén và cảm biến căng: Cảm biến nén và cảm biến căng thực hiện chức năng tương tự nhau, chỉ là hướng của lực tác động khác nhau. Cảm biến nén được sử dụng để đo lực tác động vuông góc vào mặt bề mặt của cảm biến, trong khi cảm biến căng được sử dụng để đo lực căng hoặc lực kéo. Cả hai loại cảm biến này thường sử dụng các thiết bị đo trực tiếp ghi lại sự thay đổi trong đôi gấp, biến dạng, hoặc giới hạn điện trở để xác định lực.
4. Cảm biến cân bằng lực: Cảm biến cân bằng lực được sử dụng để giữ cho một vật thể ở trạng thái cân bằng hoặc để giảm hiện tượng chuyển động. Cột cân bằng lực gồm một cần cân bằng đứng thẳng, và lực tác động lên cần này tạo ra một lực thông qua nón và thanh gờ. Sự thay đổi trong lực này được đo và ghi lại bằng cách đo giá trị điện trở hoặc các thông số khác của hệ thống cân bằng.
Như vậy, cảm biến lực rất đa dạng và tùy thuộc vào loại cảm biến mà bạn quan tâm đến, công nghệ và chi tiết hoạt động cụ thể có thể khác nhau.
Các bài báo, nghiên cứu, công bố khoa học về chủ đề cảm biến lực:
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7