Il existe de nombreuses lois de la physique basées sur le concept de Force. La force, lorsqu'elle est appliquée sur un objet de masse m, modifie la vitesse de l’objet. Il existe de nombreux concepts liés à la force tels que la poussée, la traînée et le couple. Lorsqu'elle est appliquée sur un objet, la poussée augmente la vitesse de l'objet, tandis que la traînée diminue la vitesse et le couple génère des changements dans la vitesse de rotation de l'objet. Lorsqu'il y a une répartition équilibrée des forces dans l'objet, aucune accélération n'est visible. Avec les progrès technologiques, un capteur qui peut aider à surveiller la force est introduit, connu sous le nom de capteur de force.
Qu'est-ce qu'un capteur de force?
Sir Franklin Eventoff, dans les années 1970, a découvert que certains matériaux, lorsqu'ils sont soumis à la force, peuvent modifier leurs valeurs de résistance. Ces matériaux étaient connus sous le nom de résistances à détection de force. Ces matériaux sont utilisés pour produire un capteur capable de mesurer la Force. Un capteur de force est un capteur qui aide à mesurer la quantité de force appliquée à un objet. En observant la quantité de changement dans les valeurs de résistance des résistances de détection de force, la force appliquée peut être calculée.
Capteur de force
Principe de fonctionnement
Le principe de fonctionnement général des capteurs de force est qu'ils répondent à la force appliquée et convertissent la valeur en une quantité mesurable. Il existe différents types de capteurs de force disponibles sur le marché basés sur divers éléments de détection. La plupart des capteurs de force sont conçus à l'aide de résistances à détection de force. Ces capteurs se composent d'un film de détection et d'électrodes.
Le principe de fonctionnement d’une résistance à détection de force est basé sur la propriété de «résistance de contact». Les résistances de détection de force contiennent un film polymère conducteur qui modifie sa résistance de manière prévisible lorsqu'une force est appliquée sur sa surface. Ce film est constitué de particules sub-micromètres, électriquement conductrices et non conductrices disposées en matrice. Lorsqu'une force est appliquée à la surface de ce film, la particule micro-dimensionnée touche les électrodes du capteur, modifiant la résistance du film. La quantité de changement causé aux valeurs de résistance donne la mesure de la quantité de force appliquée.
Pour améliorer les performances des résistances à détection de force, divers efforts sont déployés avec de multiples approches différentes telles que, pour minimiser la dérive du polymère, diverses configurations d'électrodes sont testées, des tests avec un capteur en remplaçant le polymère par de nouveaux matériaux tels que des nanotubes de carbone, etc….
Applications du capteur de force
L'utilisation principale du capteur de force est de mesurer la quantité de force appliquée. Il existe différents types et tailles de capteurs de force disponibles pour différents types d'applications. Certaines des applications du capteur de force qui utilise des résistances de détection de force comprennent les boutons de détection de pression, dans les instruments de musique, comme capteurs d'occupation de voiture, dans les membres artificiels, dans les systèmes de pronation du pied, la réalité augmentée, etc.
Exemples de capteurs de force
Il existe de nombreux types de capteurs de force disponibles pour différents types d'applications. Certains des exemples de capteurs de force sont Des cellules de charge , capteurs de pesage pneumatiques, capteurs de pesage capacitifs, capteurs de pesage à jauge de contrainte, capteurs de pesage hydrauliques, etc.
Outre les capteurs de force, il existe également une catégorie de capteurs de force. La principale différence entre un capteur de force et un transducteur de force est que le transducteur convertit la quantité de force mesurée ou appliquée en un petit signal de sortie de tension électrique mesurable. Alors que la sortie d'un capteur de force n'est pas une tension électrique.
Avantages de FSR
Le capteur de force à jauge de contrainte est un capteur de force ainsi qu'un capteur de force. Par rapport à tous les autres capteurs de force, les capteurs de force avec résistances de détection de force offrent divers avantages tels qu'une petite taille, un faible coût et une bonne résistance aux chocs. En raison de leur petite taille, ils sont utilisés dans l'électronique portable et l'interaction mobile améliorée. Le principal inconvénient de ces capteurs est leur faible précision car leurs mesures diffèrent de 10%.
Les capteurs de force basés sur des résistances de détection de force sont également connus sous le nom de FSR. Les capteurs FSR sont utilisés dans les systèmes de transport pour mesurer la quantité de stress appliquée aux marchandises tout en les transportant d'un endroit à un autre. Le fonctionnement du FSR peut être modifié en modifiant les propriétés des résistances de détection de force.
Les résistances à détection de force nécessitent une petite interface et peuvent fonctionner dans des environnements modérément hostiles. Ici, les petites particules conductrices et non conductrices sont formulées pour réduire la dépendance à la température du capteur, augmenter la durabilité de la surface du capteur et améliorer ses propriétés mécaniques.
Avec les progrès de la technologie, les capteurs jouent aujourd'hui un rôle crucial dans la mesure de divers phénomènes physiques. Leur petite taille et leur grande durabilité nous aident à les utiliser dans l'électronique portable. Aujourd'hui, capteurs sont disponibles pour mesurer la contrainte, la pression, la température, la couleur, etc. résistances à détection de force ont été brevetés en 1977. Quelle est l'unité de force dans le SI?
