Przemysł ciągle się rozwija. Stosowane są w nim coraz nowsze rozwiązania technologiczne, dzięki którym produkcja jest efektywniejsza, a poszczególne maszyny, a nawet całe linie produkcyjne działają niezawodnie i bezawaryjnie. Aby móc zapewnić płynną i wydajną pracę wszystkich urządzeń i maszyn, konieczne jest sprawowanie nad nimi ciągłej i niezwykle dokładnej kontroli. Jednym z elementów wykorzystywanych do monitorowania ich pracy są czujniki siły. Stosowane są dwa rodzaje takich czujników: czujniki służące do pomiaru siły statycznej oraz czujniki siły dynamicznej. Z tego wpisu dowiesz się, jak one działają i do czego są potrzebne.
Czym są czujniki siły dynamicznej i gdzie są wykorzystywane?
Czujniki siły dynamicznej to niewielkie urządzenia, które umożliwiają pomiar siły dynamicznej na powierzchni badanych maszyn z bardzo wysoką precyzją. Poszczególne modele mogą być odporne na silne drgania i wstrząsy oraz na działanie wysokiego ciśnienia i temperatury. Dzięki temu mogą być wykorzystywane w różnych branżach. Pomiar siły jest nieodłącznym elementem funkcjonowania nowoczesnych zakładów produkcyjnych, laboratoriów, systemów podnoszenia, a także automatyki, która znajduje zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu.
Pomiar siły dynamicznej jest także niezbędny w zakładach motoryzacyjnych i lotniczych. Siły działające na obiekt są również mierzone w inżynierii geotechnicznej, logistyce portowej, dźwigach, czy przy budowie maszyn. Dzięki precyzyjnym pomiarom siły można bowiem dokładnie kontrolować wszystkie procesy oraz operacje, a więc zapewnić stabilne i płynne działanie całego systemu, a także niezawodność i najwyższą wydajność produkcji. Siła mierzona jest także po to, aby zagwarantować odpowiednią ochronę ludzi oraz maszyn.
W jaki sposób działają czujniki siły dynamicznej?
Przy pomocy czujników siły dynamicznej mierzona jest oddziałująca na nie siła ściskająca i rozciągająca. Nowoczesne czujniki wyróżniają się najwyższą jakością wykonania, dzięki czemu wyniki uzyskiwane podczas pomiarów są precyzyjne i wiarygodne. Czujniki siły dynamicznej przeznaczone są do pomiarów siły dynamicznej. Dzięki nim można zmierzyć m.in.: uderzenie, impuls, rozciąganie czy kompresję.
Zmienna mechaniczna jest przez nie przetwarzana na sygnał elektryczny przy pomocy czujników siły opartych na piezoelementach. Czujniki siły dynamicznej oparte na piezoelementach wykorzystują zjawisko piezoelektryczne, czyli zjawisko polegające na generowaniu napięcia elektrycznego w materiale, który ulega odkształceniu pod wpływem zewnętrznej siły mechanicznej.
W czujnikach siły dynamicznej opartych na piezoelementach, piezoelektryczny materiał (np. kwarc, kryształ ceramiczny lub polimer) jest umieszczony pomiędzy dwoma metalowymi elementami czujnika, tzw. elektrodami. Gdy na czujnik działa siła, piezoelektryczny materiał ulega odkształceniu, co powoduje generowanie napięcia elektrycznego na elektrodach. To napięcie jest proporcjonalne do wartości siły działającej na czujnik.