Pressoelektrischer Dreidirektionskraftsensor Typ ZN-F3201

Pressoelektrischer Dreidirektionskraftsensor Typ ZN-F3201

Arbeitsprinzip

• Kernfysikalische EffekteBasierend auf bestimmten Materialien (z. B. Quarz, PZT, PVDF)Positive SpannungseffekteWenn die äußere Kraft auf den Sensor wirkt, erzeugt das empfindliche Element eine mikroskopische Verformung durch die Kraft, die in seinem Inneren elektrodisiert wird und eine positive und negative entgegengesetzte Ladung auf beiden Oberflächen erzeugt, wodurch die mechanische Kraft in ein elektrisches Signal (Ladung oder Spannung) umgewandelt wird.

• Kraftabbau und MessmechanismenZur gleichzeitigen Messung von drei Kraftkomponenten im Raum (Fx, Fy, Fz) werden in der Regel spezielle Strukturen im Sensorinneren verwendet, die hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt sind:

• Stapelt: Mehrere Sätze von piezoelektrischen Komponenten zusammenstapeln. Eine Gruppe misst die Methodikraft (Fz) mit dem piezoelektrischen Effekt in Dickenrichtung, während die anderen zwei Gruppen mit dem Dickenschneidereffekt vertikal zueinander orientiert sind, um die Schneidereffekte in beiden Richtungen (Fx, Fy) zu messen.

• VerteiltKombination aus vier symmetrisch angeordneten piezoelektrischen Einheiten (z. B. Flachplatten- oder Mikrosäulenarrays) und einer Übertragungsstruktur (z. B. einem überschnittlichen pyramidförmigen Übertragungskopf). Bei einer Drei-Achskraft erzeugt die Vertikalkraft (Fz) vier Einheiten eine elektrische Ladung der gleichen Polarität und Größe, während die Schnerkraft (Fx / Fy) eine Seiteneinheit zieht und die andere unter Druck setzt, um eine polar entgegengesetzte Ladung zu erzeugen. Durch die Berechnung der Summe und der Differenz der Ausgangsladung von vier Einheiten kann die Kraft in drei Richtungen entkoppelt werden.

• Signalausgangstyp：

• Elektrische Ladung (PE)Direkte Ausgabe des Ladungssignals, der einen externen Ladungsverstärker benötigt, um in ein Spannungssignal umzuwandeln. Diese Sensoren eignen sich für schwierige Umgebungen wie hohe Temperaturen.

• Spannungstyp (IEPE)Der Sensor verfügt über eine integrierte mikroelektronische Schaltung, die das Spannungssignal direkt ausgeben kann, was die Bedienung erleichtert.

• Wichtige Leistungsmerkmale：

• Hohe dynamische ReaktionHohe Eigenfrequenz (bis zu 50 kHz oder mehr), ideal für die Messung von transienten Schlägen, Hochfrequenzschwingungen und dynamischen Kräften.

• Hohe Steifigkeit und StabilitätDie Steifigkeit des piezoelektrischen Materials selbst ist sehr groß, die Verformung ist sehr klein, so dass die Linearität und Stabilität des Sensors gut sind und der Verzögerungsfehler klein ist.

• Breite UmweltanpassungDer Betriebstemperaturbereich ist sehr breit (z. B. -200 ° C bis + 400 ° C), und es ist strahlungsbeständig und gegen elektromagnetische Störungen und kann sich einer Vielzahl von schwierigen Arbeitsbedingungen anpassen.

• Statische MessgrenzenTraditionelle piezoelektrische Sensoren haben Ladungsleckage und können in der Regel keine echte statische Kraft messen, aber durch eine spezielle Konstruktion (z. B. die Verwendung von PZT-Materialien und die Nutzung eines bestimmten Modus) können auch quasi-statische Kräfte gemessen werden.

• Hauptanwendungsbereiche

• Pressoelektrischer Dreidirektionskraftsensor Typ ZN-F3201

• Luft- und Raumfahrt und Verteidigung：

• Windtunnel-TestMessung der Aerodynamik und des Drehmoments, dem das Flugzeugmodell im Luftstrom ausgesetzt wird.

• Tests von RaketenmotorenEchtzeit-Überwachung von Schubschwingungen und Schlagkraft des Motors.

• Strukturdynamische Analyse: Für die Aufprall- und Vibrationsprüfung von Flugzeugteilen.

• Industrielle Automatisierung und Fertigung：

• Messung der Schneid- und Schleifkraft: Überwachung der Schneidkraft im Bearbeitungsprozess in Echtzeit an der Werkzeugmaschine zur Optimierung der Prozessparameter und zur Überwachung des Werkzeugverschleißes.

• PräzisionsmontageIn der Montagelinie von kleinen Teilen wie Mobiltelefonobjektiven, Präzisionslagern und anderen, gewährleisten Sie eine Montagekraft von 0,01N, um die Produktqualität zu gewährleisten.

• Prüfung von Stanzen und SchmiedenMessung des direkten Drucks und der Reibung der Formoberfläche während des Metallformprozesses zur Optimierung des Formdesigns.

  Auto- und Kollisionssicherheit：

• KollisionstestsInstalliert auf Kollisionsfiguren oder Karosserien, um die mehrdimensionale Dynamik des Kollisionsmoments zu erfassen und Daten für das Fahrzeugsicherheitsdesign bereitzustellen.

• Dynamische KraftmessungFür die Messung von Stoßen, Vibrationen und Gegenschub von Autoteilen.

• Wissenschaft und andere：

• Touch Sensor ArrayFlexible Sensorarrays, die aus flexiblen piezoelektrischen Materialien wie PVDF hergestellt werden, können an gebogenen Oberflächen angebracht werden, um die Berührung von Robotern, tragbare Elektronik usw. zu untersuchen.

• Materialmechanik ForschungZur Prüfung der mechanischen Eigenschaften von Materialien unter dynamischen Belastungen.