بروزرسانیشده در فروردین 6, 1401
در این نوشته به کاربردهای حسگرهای نیرو-گشتاور در حوزههای مختلف پرداخته شده و سپس طبقهبندی این دسته از حسگرها با توجه به ظرفیت اندازهگیری بارهای اعمال شده، مورد بررسی قرار می گیرد. حسگر نیرو-گشتاور، یک سازه نسبتاً پیچیده فلزی است که از طریق اندازهگیری کرنش ایجاد شده بر روی المانهای فنری، بارهای اعمال شده را با دقت بالا اندازهگیری میکند. این نوع از حسگرها به سه دسته عمده طبقهبندی میشوند.
- حسگرهای گشتاور[1] که تنها قادر به شناسایی و خواندن مقادیر گشتاور میباشند.
- حسگرهای نیرو[2] که تنها قادر به شناسایی و خواندن مقادیر نیرو میباشند.
- حسگرهای نیرو-گشتاور[3] که تلفیقی از دو حسگر فوق بوده و قادر به اندازهگیری و قرائت مقادیر نیرو و گشتاور با یکدیگر هستند.
یکی از کاربردهای این دسته از حسگرها، استفاده در مکانیزمهای مکانیکی جهت اندازه گیری نیرو و گشتاور میباشد. این حسگرها غالباً از چهار تیر انعطافپذیر افقی تشکیل شدهاند که بهصورت صلیبی به محل اعمال نیرو متصل شده است.
حسگر نیرو و گشتاور
حسگرهای نیرو-گشتاور با توجه به تعداد درجه آزادی، دارای کاربردهای گوناگونی میباشند. تعداد درجه آزادی با توجه به تعداد المانهای حسگر نصب شده بر روی حسگر مشخص میگردد. بهطور معمول در بهترین حالت برای هر درجه آزادی، نیاز به چهار عدد عناصر حسگر میباشد.
به عبارتی دیگر برای آنکه حسگر بتواند در یک جهت مختصاتی قادر به اندازه گیری تنها یک نیرو باشد، نیاز به چهار عدد کرنشسنج خواهد داشت.
عملکرد حسگرهای مکانیکی نیرو-گشتاور بدینصورت میباشد که بار نامشخصی به بدنه حسگر در راستایی نامشخص اعمال میگردد. بهواسطه بار اعمال شده که یا از جنس نیرو بوده و یا گشتاور، المانهای فنری ساختمان حسگر تغییر شکل داده و این تغییر شکل به المانهای حسگر نصب شده منتقل میگردد. کرنش اندازه گیری شده بهوسیله کرنش سنجها به سیگنال الکتریکی تبدیل شده که این سیگنال تابعی از بارهای خارجی اعمالی به مدل میباشد[3]. درنهایت پس از تبدیل نمودن سیگنالهای آنالوگ به دیجیتال با تجهیزات موجود و جایگذاری نتایج حاصل از تغییر شکل در روابط ریاضی، مقدار و جهت بار اعمال شده به حسگر قابلشناسایی و محاسبه است.
[1] Torque sensor
[2] Force sensor
[3] Force-Torque sensor
منبع: وب سایت مهندس حرفه ای