Misurazione della forza con sensori capacitivi e a correnti parassite

Nota generale sull'applicazione del sensore LA05-0026

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Sommario:

La forza viene spesso misurata come una deflessione di un oggetto di rigidità nota. I metodi senza contatto sono ideali per misurare la deflessione correlata alla forza in quanto non caricano l'oggetto con massa aggiuntiva né influiscono sulla sua rigidità.

Questi sensori senza contatto sono molto precisi e sono utilizzati al meglio in applicazioni che richiedono misurazioni molto piccole e molto precise per giustificare il costo dei sensori di precisione.

Spostamento lineare correlato alla forza

La deflessione dell'oggetto correlata alla forza è a misura di spostamento lineare - la misura del cambio di posizione di un oggetto. I sensori capacitivi e i sensori di correnti parassite forniscono misurazioni ad alta risoluzione necessarie per misurazioni precise della forza.

Spostamenti limitati per misurazioni accurate della forza

Le misurazioni della forza usando la deflessione sono generalmente progettate per una deflessione minima. Deflessioni maggiori potrebbero modificare la forza come nelle misurazioni della velocità della molla. Più piccole sono le deflessioni, più accurata è la misurazione della forza. I sensori di spostamento capacitivo e a correnti parassite possono fornire risoluzioni sub micron e persino sub nanometriche. Un sistema di misurazione della forza con tali piccole deflessioni può effettuare misurazioni molto precise della forza.

Per maggiori dettagli sulle misure di spostamento, consultare il nostro Nota applicativa sulla misurazione di spostamento e posizione.

Forza calibrazioni

È necessario calibrare un sistema di misurazione della forza basato sulla deflessione. Una serie di forze deve essere applicata all'oggetto deviato e la deflessione misurata. Una funzione matematica che descrive la relazione tra forza e deflessione può essere derivata per convertire rapidamente i numeri di deflessione in unità di forza. Se il sistema è lineare, il calcolo è semplice. Se la relazione è curvilinea, sarà necessaria un'analisi di regressione per determinare la funzione di conversione.

Fonti di errore

Con piccole deflessioni e forze minime, le fonti di errore diventano un fattore più significativo. I cambiamenti termici nel sistema sono spesso la principale fonte di errore. Gli effetti termici sulle misurazioni della forza devono essere noti in modo che possano essere compensati, eliminati o determinati per rientrare nella tolleranza della misurazione della forza.

Per una discussione delle fonti di errore nelle misurazioni della deflessione (spostamento), consultare la nostra Nota applicativa sulla misurazione di spostamento e posizione.