静電容量および渦電流センサーによる力測定

一般的なセンサーアプリケーションノートLA05-0026

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概要

力は、多くの場合、既知の剛性のオブジェクトのたわみとして測定されます。 非接触法は、オブジェクトに追加の質量を負荷したり、オブジェクトの剛性に影響を与えたりしないため、力に関連するたわみを測定するのに理想的です。

これらの非接触センサーは非常に正確であり、非常に小さく非常に正確な測定を必要とするアプリケーションで最適に使用され、精密センサーのコストを正当化します。

力に関連する線形変位

物体の力に関連するたわみは 線形変位測定 –オブジェクトの位置変化の測定。 静電容量センサーと渦電流センサーは、力の正確な測定に必要な高解像度の測定を提供します。

正確な力測定のための制限された変位

たわみを使用した力の測定は、一般に、たわみが最小になるように設計されています。 より大きなたわみは、バネ定数の測定のように力を変える可能性があります。 たわみが小さいほど、力の測定はより正確になります。 静電容量式および渦電流式変位センサーは、サブミクロン、さらにはサブナノメートルの分解能を提供できます。 このような小さなたわみを持つ力測定システムは、力の非常に正確な測定を行うことができます。

変位測定の詳細については、 変位および位置測定アプリケーションノート.

フォースキャリブレーション

たわみベースの力測定システムを較正する必要があります。 たわんだ物体に一連の力を加え、たわみを測定する必要があります。 力とたわみの間の関係を記述する数学関数を導出して、たわみ数を力の単位にすばやく変換できます。 システムが線形の場合、計算は簡単です。 関係が曲線の場合、変換関数を決定するには回帰分析が必要になります。

エラーの原因

小さなたわみと小さな力では、エラーの原因がより重要な要因になります。 多くの場合、システムの温度変化が最大のエラー原因です。 力の測定値に対する熱の影響は、力の測定値の許容範囲内に収まるように補正、除去、または決定できるようにする必要があります。

たわみ(変位)測定の誤差原因については、 変位および位置測定アプリケーションノート.