ما هو مستشعر القوة؟ ما هي الأنواع الموجودة؟

ما هو مستشعر القوة؟ ما هي الأنواع الموجودة؟

القوة هي السبب المباشر للتغيرات في حركة المادة. يمكن لمستشعر القوة اكتشاف الكميات الميكانيكية المختلفة مثل التوتر والسحب والضغط والوزن وعزم الدوران والضغط الداخلي والانفعال. عادة، يتكون مستشعر القوة من عنصر حساس وعنصر تحويل. هو جهاز أو جهاز قادر على استشعار بيانات قياس محددة وتحويلها إلى إشارات قابلة للاستخدام وفق قواعد معينة.

 

في هذا العصر الجديد، وجدت أجهزة استشعار القوة تطبيقات واسعة النطاق، وخاصة في المجالات الصناعية. لاستخدام أجهزة استشعار القوة بشكل فعال، يجب أن يكون لدى المرء فهم جيد لتعريفها ووظائفها. إذن، ما هو مستشعر القوة بالضبط، وما هي أنواعه؟ دعونا نستكشف!

 

تأتي مستشعرات القوة في أنواع عديدة ويمكن تصنيفها بناءً على التأثيرات الفيزيائية المختلفة ومبادئ الكشف إلى مستشعرات ضغط المقاومة، وأجهزة الاستشعار المغناطيسية الانضغاطية، وأجهزة الاستشعار الكهرضغطية.

 

1. مستشعرات قوة قياس الضغط:  

  - تُستخدم مستشعرات قوة قياس الانفعال على نطاق واسع بين جميع مستشعرات القوة. إنها توفر دقة قياس عالية ويمكنها قياس القوى الديناميكية والثابتة الصغيرة والكبيرة، وتشكل حوالي 90% من جميع أجهزة الاستشعار. مبدأ عمل أجهزة استشعار قوة قياس الضغط مشابه لمبدأ عمل أجهزة استشعار ضغط قياس الضغط. وهي تتكون من عنصر حساس مرن ومقاييس ضغط متصلة به. تقوم هذه المستشعرات أولاً بتحويل القوة المقاسة إلى انفعال العنصر المرن، ثم تستخدم تأثير انفعال المقاومة لقياس الانفعال، وبالتالي قراءة الخرج.

 

2. مستشعرات القوة المغناطيسية:

  - عندما تتعرض المواد المغناطيسية الحديدية لقوى شد أو ضغط خارجية، فإن نفاذيتها المغناطيسية تتغير مع حجم واتجاه الإجهاد. في ظل قوى الشد، تزداد النفاذية المغناطيسية في اتجاه القوة وتقل قليلاً بشكل عمودي على اتجاه القوة. وفي ظل قوى الضغط، تكون التغييرات عكسية. يمكن استخدام هذه الظاهرة الفيزيائية، المعروفة باسم التأثير المغناطيسي للمواد المغناطيسية، لقياس القوة.

 

3. أجهزة الاستشعار الكهرضغطية:

  - يمكن لأجهزة الاستشعار الكهرضغطية قياس مختلف القوى الديناميكية والتأثيرات الميكانيكية والاهتزازات. يتم استخدامها على نطاق واسع في الصوتيات والطب والميكانيكا والمجالات البحرية نظرًا لصغر حجمها وخفة وزنها واستجابتها عالية التردد ونسبة الإشارة إلى الضوضاء العالية. بناءً على الشكل، يمكن تصنيف خلايا الحمل (نوع من مستشعرات القوة) إلى خلايا تحميل ناتئية، وأجهزة استشعار من النوع S، وخلايا تحميل لوحة، وأجهزة استشعار صندوقية، وأجهزة استشعار من النوع المتحدث.  

 

اخترقت مستشعرات القوة مجموعة واسعة من المجالات، بما في ذلك استكشاف الموارد، والاستكشاف البحري، وتطوير الفضاء، والإنتاج الصناعي، وحماية البيئة، والتشخيص الطبي، والهندسة الحيوية، وحتى الحفاظ على الآثار الثقافية. ليس من قبيل المبالغة القول إن كل مشروع هندسي حديث تقريبًا، بدءًا من الفضاء الشاسع وحتى أعماق البحار والأنظمة الهندسية المعقدة المختلفة، يعتمد على أجهزة استشعار للقوة المختلفة.