Az erőérzékelő egy elektronikus alkatrész, amely az erőt mérhető elektromos jellé alakítja. Széles körben használják az ipari automatizálásban, a robotikában és az autógyártásban.
Alapvető jellemzői a következők:
Alapfunkciók: képes érzékelni mechanikai mennyiségeket, például feszültséget, alakváltozást, nyomást, súlyt, nyomatékot, belső feszültséget és alakváltozást, és kulcsfontosságú eleme az erőszabályozásnak és a súlymérésnek.
Összetétel és felépítés: Főleg három részből áll:
Erőérzékeny elem (rugalmas test): Olyan anyagokból készül, mint az alumíniumötvözet, ötvözött acél és rozsdamentes acél, és erő hatására deformálódik.
Átalakító elem: A legelterjedtebb a rugalmas testre erősített ellenállási nyúlásmérő, amely deformációval változtatja ellenállás értékét.
Áramköri rész: Tartalmaz egy Wheatstone-hidat, PCB-kártyát, zománcozott vezetéket stb., jelkondicionáláshoz és -kimenethez.
Működési elv: Az érzékelő típusától függően főként a következő fizikai hatásokon alapul:
Nyújtásmérő típus: Fém vagy félvezető anyagok ellenállás-nyúlás hatását használja ki. A külső erő hatására a nyúlásmérő deformálódik, és az ellenállás változása egy hídáramkörön keresztül feszültségjellé alakul.
Piezoelektromos: A piezoelektromos hatás alapján a kvarckristály erőhatás hatására elektromos töltést hoz létre, amelyet aztán egy töltéserősítő feszültségjellé alakít. Alkalmas dinamikus mérésekhez.
Kapacitív: Az erőt a két vezetőlemez közötti távolság változása által okozott kapacitásváltozás mérésével méri.
Optikai: Kihasználja a szálak hajlításának vagy törésmutató-változásainak hatását a fényáteresztési jellemzőkre, hogy érintésmentes, nagy-pontosságú mérést érjen el.
Osztályozási módszerek:
Mérési elv szerint: nyúlásmérő, piezoelektromos, kapacitív, piezorezisztív, optikai stb.
Mérési méret szerint: egy-dimenziós (egyirányú erő), három-dimenziós (háromirányú erő), hat-dimenziós (háromirányú erő + háromirányú nyomaték), utóbbit gyakran használják nagy-precíziós erőszabályozásra robotokban.
Főbb teljesítménymutatók:
Pontosság és ismételhetőség: A csúcskategóriás érzékelők{0}}0,01%-os pontosságot és 0,5%-os ismételhetőséget tudnak elérni
Mérési tartomány: Néhány grammtól több száz tonnáig, mint például a Ningbo Keli IL sorozat 50 kg-tól 2 tonnáig.
Hőmérséklet-stabilitás: Hőmérséklet-eltolódás-kompenzáció (TKzero) és érzékenységi hőmérséklet-kompenzáció (TCS) szükséges a stabilitás javításához.
Kimeneti mód: Analóg jel (pl. mV/V) vagy digitális jel, amely több interfész protokollt támogat.