भौतिकी के कई नियम हैं जो बल की अवधारणा पर आधारित हैं। बल, जब द्रव्यमान m के ऑब्जेक्ट पर लागू किया जाता है, तो ऑब्जेक्ट का वेग बदल जाता है। बल से संबंधित कई अवधारणाएं हैं जैसे कि थ्रस्ट, ड्रैग, और टॉर्क। जब किसी वस्तु पर लागू किया जाता है, तो जोर वस्तु के वेग को बढ़ाता है, जबकि ड्रैग के वेग में कमी आती है और टॉर्क ऑब्जेक्ट की घूर्णी गति में परिवर्तन उत्पन्न करता है। जब वस्तु में बलों का संतुलित वितरण होता है, तो कोई त्वरण नहीं देखा जा सकता है। प्रौद्योगिकी में प्रगति के साथ, एक सेंसर जो बल की निगरानी करने में मदद कर सकता है, को फोर्स सेंसर के रूप में जाना जाता है।
एक बल संवेदक क्या है?
1970 के दशक में सर फ्रैंकलिन इवेंटऑफ ने कुछ सामग्रियों को पाया, जब बल के अधीन थे, अपने प्रतिरोध मूल्यों को बदल सकते हैं। इन सामग्रियों को फोर्स-सेंसिंग रेसिस्टर्स के रूप में जाना जाता था। इन सामग्रियों का उपयोग एक सेंसर का उत्पादन करने के लिए किया जाता है जो बल को माप सकता है। एक फोर्स सेंसर एक सेंसर है जो किसी वस्तु पर लागू बल की मात्रा को मापने में मदद करता है। बल-संवेदन प्रतिरोधों के प्रतिरोध मूल्यों में परिवर्तन की मात्रा को देखकर, लागू बल की गणना की जा सकती है।
बल-संवेदक
काम करने का सिद्धांत
फोर्स सेंसर्स का सामान्य कार्य सिद्धांत यह है कि वे लागू बल पर प्रतिक्रिया करते हैं और मूल्य को मापनीय मात्रा में परिवर्तित करते हैं। विभिन्न संवेदी तत्वों के आधार पर बाजार में विभिन्न प्रकार के फोर्स सेंसर उपलब्ध हैं। अधिकांश फ़ोर्स सेंसर फोर्स-सेंसिंग रेसिस्टर्स का उपयोग करके डिज़ाइन किए गए हैं। इन सेंसरों में एक सेंसिंग फिल्म और इलेक्ट्रोड होते हैं।
एक फोर्स-सेंसिंग रेसिस्टर का कार्य सिद्धांत ance कॉन्टैक्ट रेजिस्टेंस ’की संपत्ति पर आधारित है। फोर्स-सेंसिंग रेसिस्टर्स में एक कंडक्टिव पॉलीमर फिल्म होती है, जो अपनी सतह पर बल लगाए जाने पर अपने प्रतिरोध को पूर्वानुमेय तरीके से बदल देती है। इस फिल्म में एक मैट्रिक्स में व्यवस्थित उप-माइक्रोमीटर आकार, विद्युत चालकता और गैर-संवाहक कण होते हैं। जब इस फिल्म की सतह पर बल लगाया जाता है, तो माइक्रोसेलाइज्ड कण सेंसर इलेक्ट्रोड को छूता है, जिससे फिल्म का प्रतिरोध बदल जाता है। प्रतिरोध मूल्यों के कारण परिवर्तन की मात्रा लागू बल की मात्रा का माप देती है।
फोर्स-सेंसिंग रेसिस्टर्स के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए कई अलग-अलग दृष्टिकोणों के साथ विभिन्न प्रयास किए जा रहे हैं जैसे, बहुलक के बहाव को कम करने के लिए विभिन्न इलेक्ट्रोड कॉन्फ़िगरेशन का परीक्षण किया जा रहा है, बहुलक को कार्बन नैन्यूब्यूब जैसे नई सामग्रियों के साथ बदलकर सेंसर के साथ परीक्षण किया जा रहा है। आदि…।
बल संवेदक के आवेदन
बल सेंसर का मुख्य उपयोग लागू बल की मात्रा को मापने के लिए है। विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए बल सेंसर के विभिन्न प्रकार और आकार उपलब्ध हैं। फोर्स-सेंसिंग रेसिस्टर्स का उपयोग करने वाले फोर्स सेंसर के कुछ अनुप्रयोगों में दबाव-संवेदी बटन, संगीत वाद्ययंत्रों में, कार-ऑक्यूपेंसी सेंसर के रूप में, कृत्रिम अंगों में, पैर-उच्चारण प्रणालियों में, संवर्धित वास्तविकता, आदि शामिल हैं।
फोर्स सेंसर के उदाहरण
विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए कई प्रकार के बल सेंसर उपलब्ध हैं। बल सेंसर के कुछ उदाहरण हैं लोड कोशिकाओं , वायवीय भार कोशिकाओं, कैपेसिटिव लोड कोशिकाओं, तनाव नापने का यंत्र लोड, हाइड्रोलिक लोड कोशिकाओं, आदि…
बल सेंसर के अलावा, बल ट्रांसड्यूसर की एक श्रेणी भी है। एक बल सेंसर और बल ट्रांसड्यूसर के बीच मुख्य अंतर यह है कि ट्रांसड्यूसर मापी गई शक्ति की मात्रा को मापता है या एक औसत दर्जे के छोटे विद्युत वोल्टेज आउटपुट सिग्नल में परिवर्तित करता है। जबकि फोर्स सेंसर का आउटपुट इलेक्ट्रिकल वोल्टेज नहीं है।
एफएसआर के फायदे
स्ट्रेन गेज लोड सेल एक बल सेंसर और साथ ही एक बल ट्रांसड्यूसर है। जब सभी अन्य बल सेंसर की तुलना में, बल-संवेदी प्रतिरोधों के साथ बल सेंसर छोटे आकार, कम लागत और अच्छे सदमे प्रतिरोध जैसे विभिन्न लाभ प्रदान करते हैं। उनके छोटे आकार के कारण, उनका उपयोग पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स और बढ़ाया मोबाइल इंटरैक्शन में किया जाता है। इन सेंसरों का मुख्य नुकसान उनकी कम सटीकता है क्योंकि उनके माप 10% से भिन्न होते हैं।
फोर्स-सेंसिंग रेसिस्टर्स आधारित फोर्स सेंसर को एफएसआर के रूप में भी जाना जाता है। सामानों पर लागू तनाव की मात्रा को मापने के लिए परिवहन प्रणालियों में FSR सेंसर का उपयोग किया जाता है, जबकि उन्हें एक स्थान से दूसरे स्थान पर ले जाया जाता है। एफएसआर के कामकाज को फोर्स-सेंसिंग रेसिस्टर्स के गुणों को बदलकर बदला जा सकता है।
फोर्स-सेंसिंग रेसिस्टर्स को एक छोटे से इंटरफ़ेस की आवश्यकता होती है और मध्यम शत्रुतापूर्ण वातावरण में काम कर सकते हैं। यहां सेंसर की तापमान निर्भरता को कम करने, सेंसर की सतह के स्थायित्व को बढ़ाने और इसके यांत्रिक गुणों में सुधार करने के लिए छोटे संचालन और गैर-संवाहक कणों का निर्माण किया जाता है।
प्रौद्योगिकी में प्रगति के साथ, आज सेंसर विभिन्न भौतिक घटनाओं को मापने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा रहे हैं। उनका छोटा आकार, उच्च स्थायित्व हमें पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स में उनका उपयोग करने में मदद करता है। आज, सेंसर तनाव, दबाव, तापमान, रंग, आदि मापने के लिए उपलब्ध हैं ... बल-संवेदन प्रतिरोधक 1977 में पेटेंट कराया गया था। SI में बल की इकाई क्या है?
