압전식 3방향 측정기는 압전효과를 이용하여 3방향력(즉 축방향, 가로방향, 수직방향)을 측정하는 센서이다.그것은 압전재료의 전하축적특성을 통해 기계력을 전신호로 전환시켜 고정밀도의 력의 측정을 실현한다.이 측력기는 재료테스트, 로보트기술, 항공우주 등 분야에 널리 응용되여있으며 고정밀도, 쾌속대응과 광범한 응용전망을 갖고있다.
압전식 삼방향 측력기의 작동 방식:
1.구조 설계: 3방향 측정기의 핵심 부분은 세 개의 압전 센서 어레이로 구성되어 있으며, 각각 세 개의 수직 방향 (예: X, Y, Z축 방향) 에 놓여 있다.각 센서는 해당 방향의 힘을 감지하고 힘 크기에 비례하는 전하 신호를 생성합니다.
2.신호 변환: 외부 힘이 센서에 작용하면 센서가 변형되고 표면에 전하가 축적됩니다.신호를 통해 회로를 조정하여 전하 신호를 전압 신호로 변환하고, 나아가 아날로그 또는 디지털 방식으로 힘의 수치를 출력한다.
3.힘의 3차원 측정: 3방향 힘의 측정을 실현하기 위해, 일반적으로 입체 센서 배열을 사용하여 각각 X, Y, Z 세 방향의 힘을 측정한다.이러한 힘의 측정은 각 방향의 힘 신호가 서로 간섭하지 않고 각 방향의 힘 성분을 정확하게 분리할 수 있도록 매트릭스 연산 또는 더 복잡한 교정 알고리즘을 통해 이루어질 수 있다.
4. 신호 처리: 압전 재료는 교류 신호를 출력하기 때문에 안정적인 직류 신호를 얻기 위해 보통 정류와 필터 회로를 사용해야 한다.또한 측정 결과의 정확성과 신뢰성을 보장하기 위해 온도 보정, 교정 및 노이즈 억제가 필요합니다.
압전식 3방향 측정기의 장점:
1.고감도:압전재료 자체가 매우 높은 감도를 가지기 때문에 미세한 힘의 변화를 정확하게 측정할 수 있기 때문에 삼방향 측정기는 미세한 힘의 측정에 있어서 특히 두드러진다.
2.고주파 응답: 전통적인 응변식 측력기에 비해 압전식 측력기는 더 빠른 응답 시간을 가지고 있어 고주파의 동적 힘을 측정할 수 있다.특히 실시간 응답이 필요한 응용에서 압전식 측력기는 큰 장점을 갖추고 있다.
3.작고 가볍다: 압전 재료의 부피가 비교적 작기 때문에, 일반적으로 전통적인 힘 센서보다 더 작고 가볍기 때문에, 공간이 제한된 응용 장소에 적합하다.
4.광범위한 응용 범위: 정적 힘의 측정뿐만 아니라 진동, 충격 등 동적 힘도 측정할 수 있다.그 광범위한 응용 범위는 자동차 공업, 항공 우주에서 정밀 기기 제조에 이르기까지 많은 분야를 포함한다.