As forças são medidas usando um dispositivo chamado sensor de força ou Força transdutor . Aqui está como funciona:

Princípio básico:

Os sensores de força trabalham convertendo a força aplicada a eles em uma quantidade mensurável, geralmente sinais elétricos. Essa conversão é baseada no princípio de que a força causa uma deformação física ou alteração no sensor, que é então detectado e medido.

tipos comuns de sensores de força:

1. Sensores de cotonete: Esses sensores usam o princípio da piezoresistividade , onde uma mudança na resistência ocorre em um material sob tensão. Quando uma força é aplicada, o medidor de tensão se deforma, mudando sua resistência. Essa mudança de resistência é então medida e convertida em um valor de força.

2. Carregar células: Eles são semelhantes aos sensores de medidores de tensão, mas são projetados para medir forças maiores. Eles geralmente consistem em múltiplos extensões de tensão dispostos em uma configuração de ponte para maior sensibilidade e precisão.

3. sensores piezoelétricos: Esses sensores utilizam o efeito piezoelétrico, onde certos materiais geram uma carga elétrica quando submetidos a estresse mecânico (força). A quantidade de carga produzida é proporcional à força aplicada.

4. sensores de pressão: Esses sensores medem a pressão exercida por uma força distribuída sobre uma área específica. Ao converter pressão em um sinal elétrico, eles medem indiretamente a força.

Força de medição:

1. calibração: Os sensores de força precisam ser calibrados contra uma força padrão conhecida para estabelecer uma relação entre a saída do sensor e a força real aplicada.

2. Aquisição de dados: Os sinais elétricos do sensor de força são normalmente adquiridos por um logger de dados ou sistema de medição.

3. Processamento de sinal: Os sinais adquiridos são então processados ​​para convertê -los em valores de força significativos.

Unidades de força:

A unidade padrão de força no sistema internacional de unidades (SI) é o newton (n) . Outras unidades comuns incluem:

* force de libra (lbf)
* quilograma-force (kgf)
* dyne (dyn)

Aplicações:

Os sensores de força são usados ​​em várias aplicações, incluindo:

* Automação industrial: Medição das forças nos processos de fabricação, robótica e manuseio de materiais.
* medicamento: Medir forças musculares, forças articulares e pressão sobre os implantes.
* Engenharia civil: Monitorando cargas estruturais em edifícios e pontes.
* aeroespacial: Medir forças de impulso em foguetes e motores.
* Pesquisa e desenvolvimento: Estudando forças em vários experimentos científicos.

Considerações importantes:

* Precisão e sensibilidade: A escolha do sensor de força depende da precisão e sensibilidade necessárias da medição.
* intervalo: O sensor precisa ter uma faixa de medição adequada para as forças antecipadas.
* Fatores ambientais: Temperatura, umidade e outros fatores ambientais podem afetar o desempenho do sensor.

Ao entender os princípios da medição de força e as opções de sensor disponíveis, podemos quantificar com precisão as forças em várias aplicações.