Medición de fuerza con sensores capacitivos y de corriente parásita

Nota de aplicación del sensor general LA05-0026

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Resumen:

La fuerza a menudo se mide como la desviación de un objeto de rigidez conocida. Los métodos sin contacto son ideales para medir la desviación relacionada con la fuerza, ya que no cargan el objeto con masa adicional ni afectan su rigidez.

Estos sensores sin contacto son muy precisos y se utilizan mejor en aplicaciones que requieren mediciones muy pequeñas y muy precisas para justificar el costo de los sensores de precisión.

Desplazamiento lineal relacionado con la fuerza

La desviación del objeto relacionada con la fuerza es un medición de desplazamiento lineal - la medida del cambio de posición de un objeto. Los sensores capacitivos y los sensores de corrientes parásitas proporcionan mediciones de alta resolución necesarias para mediciones precisas de fuerza.

Desplazamientos limitados para mediciones de fuerza precisas

Las mediciones de fuerza que usan la desviación generalmente están diseñadas para una desviación mínima. Las desviaciones más grandes podrían cambiar la fuerza como en las mediciones de velocidad de resorte. Cuanto más pequeñas son las desviaciones, más precisa es la medición de la fuerza. Los sensores de desplazamiento capacitivos y de corrientes parásitas pueden proporcionar resoluciones submicrométricas e incluso sub nanométricas. Un sistema de medición de fuerza con desviaciones tan pequeñas puede hacer mediciones de fuerza muy precisas.

Para más detalles sobre las mediciones de desplazamiento, vea nuestro Nota de aplicación de desplazamiento y medición de posición.

Calibraciones de fuerza

Se debe calibrar un sistema de medición de fuerza basado en la deflexión. Se debe aplicar una serie de fuerzas al objeto desviado y medir la desviación. Se puede derivar una función matemática que describa la relación entre la fuerza y ​​la desviación para convertir rápidamente los números de desviación en unidades de fuerza. Si el sistema es lineal, el cálculo es simple. Si la relación es curvilínea, se requerirá un análisis de regresión para determinar la función de conversión.

Fuentes de Error

Con pequeñas desviaciones y pequeñas fuerzas, las fuentes de error se convierten en un factor más significativo. Los cambios térmicos en el sistema son a menudo la mayor fuente de error. Los efectos térmicos en las mediciones de fuerza deben conocerse para que puedan compensarse, eliminarse o determinarse que están dentro de la tolerancia de la medición de fuerza.

Para una discusión de las fuentes de error en las mediciones de desviación (desplazamiento), vea nuestro Nota de aplicación de desplazamiento y medición de posición.