Was ist ein Force-Sensing-Widerstand?
Ein Kraftmesswiderstand ist eine elektrische Komponente, die ihren Widerstandswert bei Druckänderungen auf das Widerstandsmaterial ändert. Es wird zum Erfassen von Berührungen, Gewichten und jeder Einheit verwendet, die durch eine Änderung der mechanischen Kraft gekennzeichnet ist. Dieser Widerstand hat viele Anwendungen in der Erfassung, Überwachung und Automatisierung, beispielsweise in der Robotik.
Frühe variable Widerstände zur Drehzahlregelung verwendeten Kohlenstoffscheiben, die durch Federwirkung zusammengedrückt oder voneinander gelöst werden konnten. Wenn der Fahrer auf einen Fußschalter tritt, um einen Motor zu beschleunigen, werden die Carbonscheiben zusammengedrückt, was zu einem Widerstand nahe Null führt. Dieser Widerstand liegt in Reihe mit dem Motor, was zu einer höheren Drehzahl führt. Wenn der Bediener den Fußschalter loslässt, nimmt der Druck zwischen den Scheiben erheblich ab, was zu einem hohen Widerstand führt, der verhindert, dass erheblicher elektrischer Strom in den Motor fließt, wodurch der Motor gestoppt wird.
Der moderne Force-Sensing-Widerstand arbeitet nach einem ähnlichen Prinzip wie die frühen Widerstandsdrehzahlregler. Der Unterschied besteht darin, dass das Material des Kraftmesswiderstands sehr dünn ist und nicht mehr als ein paar Milliwatt elektrische Leistung abgeben kann. Jede von Menschen bediente Geschwindigkeitsregelung mit Kraftmesswiderstand steuert analoge oder digitale Schaltkreise, die Geräte mit höherer Leistung steuern.
Der kraftempfindliche Widerstand verwendet ein Polymer zwischen zwei Platten mit leitenden Materialien, die in einer Art regelmäßiger Formation aufgehängt sind. Wenn Druck ausgeübt wird, kommt das leitende Material näher zusammen, was zu einem geringeren Widerstand führt. Wenn der Druck entfernt wird, bringt die Fähigkeit des Polymermaterials, sich von der vorübergehenden Verformung zu erholen, den Kraftmesswiderstand in seinen Ausgangszustand zurück. Dies führt dazu, dass die Ruheposition hochohmig ist.
Im Allgemeinen können alle Widerstandsbauteile als Kraftmesswiderstand hergestellt werden. Einige Designs verwenden Polymere mit kleinen leitenden Partikeln, während einige Designs von Kraftmesswiderständen gedruckte Messfilme verwenden. Andere Force-Sensing-Widerstände sind in Arrays enthalten, mit denen zweidimensionale Tracking-Informationen erfasst werden können, beispielsweise in Tracking-Pads für Computergeräte.
Kraftsensoren sind in verschiedenen Ausführungen und Ausführungen erhältlich. Piezoresistive Sensoren können ihren elektrischen Widerstand mit zunehmender auf den Sensor ausgeübter Kompressionskraft verringern. Der Widerstand steigt mit abnehmender Kraft, die auf den Sensor ausgeübt wird.
Zu den Anwendungen für den Force-Sensing-Widerstand gehören die Kontakterkennung für Sicherheitsanwendungen, die digitale Waage, die Wasser- und Luftdruckerkennung für Pumpen sowie die Näherungserkennung nach Gewicht oder Kontakt. In der Automatisierung können Robotergeräte menschliche Berührungen oder berührungsähnliche Wahrnehmungen teilweise nachahmen. Mit dieser Funktion können taktile Abtastung und variable Kraftsteuerung angewendet werden, um Objekte automatisch zu handhaben, die als zu zerbrechlich gelten, um von Maschinen und Robotern allein gehandhabt zu werden.