多軸力傳感器可以測量多個力和扭矩

大約10年前，力學(xué)測試和測量行業(yè)仍然缺乏想象力——它已經(jīng)開發(fā)了一種標(biāo)準(zhǔn)的方法來構(gòu)建模擬稱重傳感器、扭矩傳感器和其他設(shè)備，并且已經(jīng)工作多年。然而，隨著大多數(shù)其他技術(shù)世界的進步，大數(shù)據(jù)改變了工程師和制造商的工作方式。這種古老的力學(xué)測量模擬技術(shù)落后，無法提高數(shù)據(jù)采集或效率。

下面是力準(zhǔn)傳感小編個人對力傳感趨勢的一些見解：

趨勢一：多軸傳感器。

多軸力傳感器的出現(xiàn)是因為需要更多的數(shù)據(jù)。原始設(shè)備制造商意識到，在開發(fā)設(shè)計和測試階段收集更多信息，大數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)和洞察力帶來的諸多好處，可以更高效、更低成本地生產(chǎn)出更高質(zhì)量的產(chǎn)品。

多軸傳感器使用單個稱重傳感器同時測量多個力和扭矩。它們配備了多個橋接器，可以準(zhǔn)確地測量一個方向的力，同時最大限度地減少其他軸的串?dāng)_。它們可以用作三軸或六軸設(shè)備和軸向扭轉(zhuǎn)傳感器。這些設(shè)備可以同時測量三個垂直軸上的力，六軸稱重傳感器也可以測量這些軸周圍的扭矩。此外，許多力量測量制造商還提供了一些數(shù)據(jù)采集和放大系統(tǒng)，這使得繪制圖形、記錄和顯示數(shù)據(jù)變得非常容易，無論是否有經(jīng)驗的人都可以使用。多軸設(shè)備可以減少。

舊的稱重傳感器測量的是一個方向隨時間變化的力，但這并不意味著所有的問題。事實上，如果一個測試周期在所有正常情況下都失敗了，那可能是由于軸上未被監(jiān)測的負(fù)載，如彎曲力。有了多軸傳感器，實驗室和工程師可以解釋和測量以前沒有確定的載荷。

有了多軸載荷傳感器，測試機構(gòu)和家具制造商可以看到比以前更多更高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。這將有助于加快設(shè)計和測試過程，快速識別結(jié)構(gòu)中的缺陷。它還有助于消除過度設(shè)計的問題。有了多軸傳感器，OEM可以用更少的材料制作更輕更強的椅子，因為它們有更多關(guān)于整體結(jié)構(gòu)和椅子上施加的力的數(shù)據(jù)。消除不必要的材料可以降低成本，進一步加快發(fā)展速度。

多軸稱重傳感器非常適合航空航天、機器人、汽車和醫(yī)療保健(骨科和生物力學(xué))等多個行業(yè)。比如多軸傳感器對改善假肢設(shè)計很有幫助。汽車工程師在風(fēng)洞中使用它們，軍隊使用它們來確定飛機的重心。

趨勢二：數(shù)字化。

力傳感器數(shù)字化是另一種趨勢，它改變了OEM制造商收集和測量數(shù)據(jù)的方式。為了有效地收集更多(數(shù)字)數(shù)據(jù)，許多人大力投資更先進的數(shù)字電子技術(shù)。

這是通過在稱重傳感器和扭矩傳感器中添加數(shù)字傳感器來實現(xiàn)的。有了這些新的傳感器，稱重傳感器、扭矩傳感器和接收器之間的連接可以通過數(shù)字來完成。這樣就省去了大部分使用稱重傳感器時的接線工作。

例如，數(shù)百個稱重傳感器曾經(jīng)需要沿著機身安裝在測量飛機上的力和載荷上。如今，每個稱重傳感器都不需要特殊的電線將其信號傳輸回接收器。相反，稱重傳感器沒有將數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇邮掌魃系碾娎|，這節(jié)省了時間和金錢。

物聯(lián)網(wǎng)(或工業(yè)4.0)是數(shù)字測力支持的另一個重大創(chuàng)新。這些計劃的目標(biāo)是創(chuàng)建一個網(wǎng)絡(luò)。在這個網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)備、機器和計算機共享數(shù)據(jù)和意見，并做出獨立的決策。物聯(lián)網(wǎng)/工業(yè)4.0可以說是力量測量的主流趨勢，更不用說整個制造業(yè)和工程業(yè)了。

原始設(shè)備制造商將改善生產(chǎn)，減少停機時間。物聯(lián)網(wǎng)使自動化更加容易和重要，機器可以根據(jù)實時數(shù)據(jù)做出瞬間決策。工業(yè)4.0帶給我們的不僅僅是智能工廠，還有收集數(shù)據(jù)，促進管理和項目決策。

通過網(wǎng)絡(luò)連接的測量，OEM制造商將有更多的控制測試和產(chǎn)品開發(fā)的權(quán)利。該設(shè)備將有稱重傳感器和扭矩傳感器來跟蹤性能和可靠性，以便OEM能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測機器何時需要維護。如果裝配線有問題，從機器上收集的數(shù)據(jù)將揭示故障的位置。所有這些都意味著生產(chǎn)效率提高，停工時間大大減少，為工程師節(jié)省時間，為制造商節(jié)省資金。

趨勢三：無線通信。

多軸傳感器使用單個稱重傳感器同時測量多個力和扭矩。它們配備了多個橋接器，可以準(zhǔn)確地測量一個方向的力，同時最大限度地減少其他軸的串?dāng)_。它們可以用作三軸或六軸設(shè)備和軸向扭轉(zhuǎn)傳感器。這些設(shè)備可以同時測量三個垂直軸上的力，六軸稱重傳感器也可以測量這些軸周圍的扭矩。此外，許多力量測量制造商還提供了一些數(shù)據(jù)采集和放大系統(tǒng)，這使得繪制圖形、記錄和顯示數(shù)據(jù)變得非常容易，無論是否有經(jīng)驗的人都可以使用。涉及設(shè)備可以減少。

為了解決這些問題，力量測量供應(yīng)商提供了連接藍牙和Wi-Fi的稱重傳感器和扭矩傳感器。這些傳感器減少了對電線的依賴，使數(shù)據(jù)和結(jié)果更容易通過物聯(lián)網(wǎng)連接到多臺機器上。

無線技術(shù)的另一個優(yōu)點是為測試工程師提供了更靈活的力和扭矩測試方法。通過無線傳感器，可以在現(xiàn)場幾乎任何地方進行測試，并實時檢查移動設(shè)備上的數(shù)據(jù)。為了進一步審查，這些數(shù)據(jù)可以很容易地傳輸回實驗室或生產(chǎn)設(shè)施。

Wi-Fi和藍牙可以建立連接網(wǎng)絡(luò)，減少對電線的需求，使測試和測量環(huán)境更加靈活。由于設(shè)施管理人員在增加工廠空間時不需要用電線連接所有設(shè)備，所以制造和分銷設(shè)施可以自由發(fā)展。無線通信是工業(yè)4.0的關(guān)鍵。

趨勢四：傳感器小型化。

近年來，在所有行業(yè)中，組件越來越小的趨勢是普遍存在的。你可以在手機、汽車甚至飛機上看到這種趨勢。消費者希望在相同或更小的設(shè)備中安裝更多的技術(shù)和功能。每個硬件代工都試圖通過某種方式降低尺寸、重量和功率(SWaP)。

在力量測量中，通過較小的傳感器實現(xiàn)了降低SWaP、增加更多功能、擴大數(shù)據(jù)收集范圍。最終，原始設(shè)備制造商希望通過使用更少的設(shè)備連接到測試平臺或產(chǎn)品，以及更少的布線來簡化測試。他們還希望用盡可能少的設(shè)備收集同樣的數(shù)據(jù)，以降低成本，簡化測試。

相當(dāng)一部分原始設(shè)備制造商希望在他們銷售的產(chǎn)品中永久安裝更小的力傳感器。這將使他們收集實際使用的產(chǎn)品的力和扭矩數(shù)據(jù)。同時，制造商為了確定耐用性和計劃維護，在他們的產(chǎn)品上安裝了傳感器。更小的無線傳感器更容易安裝，成本更低。隨著更多工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的建立，越來越多的傳感器將被添加到這些機器中，以共享更高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。

為了滿足不斷發(fā)展的工程和制造業(yè)的需求，力傳感器的創(chuàng)新是不可避免的。多軸傳感器、數(shù)字化、無線連接和小型化是我們現(xiàn)在和不久的將來應(yīng)該關(guān)注的技術(shù)。需要測量產(chǎn)品和服務(wù)的代工制造商需要經(jīng)驗豐富、知識淵博的供應(yīng)商來跟上變化。