In den letzten Jahren hat sich die gedruckte Elektronik auf die Design-Engineering-Branche ausgewirkt. Gedruckte, dünne und flexible Sensoren sind durch die steigende Nachfrage nach intelligenten, dünnen und energiesparenden Technologien, die mittlerweile zu einem festen Bestandteil unseres täglichen Lebens geworden sind, gestiegen.
Ein Kraftmesswiderstand ist eine Art von Sensor, der seinen Widerstand in Abhängigkeit von der Kraft ändert, die auf die Oberfläche des Kraftmesswiderstands (FSR) ausgeübt wird. Diese Sensoren sind für ihr dünnes, flexibles Design bekannt und werden vor allem in verschiedenen Branchen zur Kraftmessung eingesetzt. FSRs werden insbesondere in Anwendungen eingesetzt, bei denen der Platz begrenzt ist oder bei denen ein flexibler Sensor erforderlich wäre.
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Wie funktioniert ein Kraftmesswiderstand?
Mit zunehmender Kraft nimmt der Widerstand des Sensors ab. Wenn keine Kraft ausgeübt wird, ist der Widerstand normal, und wenn Kraft ausgeübt wird, nimmt der Widerstand ab. Diese Widerstandsänderung kann gemessen und in einen Änderungskraftwert umgewandelt werden.
FSRs bestehen aus einem halbleitenden Material oder einer halbleitenden Tinte zwischen zwei dünnen Substraten. Die leitfähige Folie besteht aus einem Material, das seinen Widerstand je nach dem ausgeübten Druck ändert, während das Substrat die strukturelle Unterstützung bietet. Es gibt zwei Arten von Kraftmesswiderständen : Shunt-Modus, Thru-Modus.
Um die Kraft zu messen, wird ein FSR an einen Stromkreis angeschlossen. Die Änderung des Widerstands des Sensors ermöglicht es, die Spannung im Stromkreis zu ändern, wenn sie angelegt wird. Diese Spannungsänderung wird dann mit Hilfe der Messung des Kraftwertes in Kraft umgewandelt. Die Beziehung zwischen Kraft und Widerstand ist in der Regel nichtlinear, so dass eine Kalibrierung erforderlich ist, um genaue Messungen zu gewährleisten. Durch die Einbeziehung einer entsprechenden Kalibrierkurve kann der FSR präzise Kraftmessungen über eine Vielzahl von Anwendungen liefern. Die Wirkung der auf das Objekt ausgeübten Kraft und ihr Widerstand gegen diese Kraft ist in der Regel nichtlinear, so dass in der Regel eine Kalibrierung erforderlich ist. Mit einer genauen Kalibrierkurve kann der FSR eine präzise Kraftmessung über einen weiten Anwendungsbereich hinweg ermöglichen.
Wie werden Kraftmesswiderstände hergestellt?
Substratvorbereitung (Silberschicht): Es wird der Untergrund oder das Substrat vorbereitet, das jede Form haben kann und in der Regel aus einem Material wie Polyester besteht.
Strukturierung (Drucken): Damit die leitfähige Schicht bestimmte Bereiche bildet, die bei Druckausübung wahrgenommen werden können, wird sie gemustert. Diese Musterung kann am besten durch Siebdruck oder durch eine andere Form des Drucks erfolgen, die die Designer für richtig erachten.
Anwendung der leitfähigen Schicht: Die letzte Schicht ist die leitfähige Schicht, die aus Kohlenstoff oder einem leitfähigen Polymer bestehen kann. Diese Schicht ist auch für die Veränderung des Widerstands verantwortlich, wenn Kraft ausgeübt wird.
Laminierung (Klebstoff): Die gemusterte leitfähige Schicht wird weiter mit der anderen Schicht verbunden und ergibt eine Sandwichstruktur. Diese Schicht kann auch gesehen werden, um die leitfähige Schicht abzuschirmen und die Lebensdauer des Sensors zu erhöhen.
Montage: Dies dient dazu, die Integration des FSR mit den erforderlichen Steckverbindern sowie der anderen Schaltung zu steuern, um ihn für den Einsatz in verschiedenen Anwendungen geeignet zu machen.
Anwendungen von Kraftmesswiderständen
•Automobil: In Autositzen werden FSRs zur Erfassung der Belegung und zur Regulierung der Auslösung eines Airbags eingesetzt, um die Sicherheit der Insassen zu erhöhen.
•Gesundheitswesen: wird in medizinischen Geräten eingesetzt, um den Zustand eines Patienten zu messen, den Druck zu spüren und den Komfort eines Patienten zu erhöhen.
•Unterhaltungselektronik: FSRs werden in berührungsempfindlichen Geräten, Gaming-Controllern und tragbaren Technologien verwendet, um die Benutzerinteraktion zu verbessern.
•Industrie: Sie werden in der Robotik und in Maschinen eingesetzt, um Kräfte zu messen und eine präzise Steuerung in Fertigungsprozessen zu gewährleisten.
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Polar ist ein führender Hersteller von Kraftmesswiderständen in Deutschland, der verschiedenen Branchen hochwertige Sensoren anbietet. Durch den Einsatz der Kraftmesswiderstände von Polar können Unternehmen ihren Produkten einen erheblichen Mehrwert verleihen. Ob es um die Verbesserung der Sicherheitsfunktionen in Automobilen, im Gesundheitswesen zur Verbesserung der Patientenversorgung für medizinische Geräte oder in der Unterhaltungselektronik geht, da die Benutzererfahrung von Geräten durch den Einsatz der Kraftmesslösung von Polar FSR weiterentwickelt wird.
Schlussfolgerung
Kraftmesswiderstände sind sehr nützlich und können in fast allen wesentlichen Komponenten der modernen Technologie eingesetzt werden. Aufgrund ihrer Fähigkeit, genaue Kräfte in kompakter und flexibler Form zu messen, sind sie für verschiedene Anwendungen wertvoll. Für Unternehmen, die verstehen müssen, wie sie hochwertige FSRs in ihre Produkte integrieren können, bietet Polar beispielloses Know-how und innovative Technologie.
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