Jõuanduri põhimõte

Apr 01, 2026 Jäta sõnum

Jõuanduri põhiprintsiibiks on muundada rakendatud jõud mõõdetavaks elektrisignaaliks, tuvastades eelkõige pinge all oleva materjali füüsikalised muutused.

 

Kõige levinum tööpõhimõte põhineb deformatsiooniefektil: kui anduri sees olevale elastsele kehale (nt metalltalale või membraanile) rakendatakse välist jõudu, toimub selle väike deformatsioon. Pinnale kinnitatud takistuse tensoandur on venitatud või kokku surutud, põhjustades selle takistuse muutumise. See muutus muundatakse pingesignaaliks Wheatstone'i sillaahela abil, mis pärast võimendamist ja töötlemist peegeldab täpselt jõu suurust.

 

Lisaks on mitmeid muid olulisi põhimõtteid:

Pierre'i takistusefekt: kasutades omadust, et pooljuhtmaterjalide (nt räni) eritakistus muutub vahetult pinge all, pakub see meetod suuremat tundlikkust ja seda kasutatakse sageli miniandurites.

 

Piesoelektriline efekt: teatud kristalsed või keraamilised materjalid (nagu kvarts ja piesoelektriline keraamika) tekitavad pinge all pinnalaenguid, mistõttu need sobivad dünaamilise jõu mõõtmiseks, kuid ei suuda tuvastada staatilisi jõude.

 

Mahtuvuse muutumise põhimõte: mõõtes mahtuvuse muutust, mis on põhjustatud kahe plaadi vahelise kauguse muutusest rõhu tõttu, on selle eeliseks madal energiatarve ja kõrge stabiilsus ning see sobib staatilise ja dünaamilise rõhu tuvastamiseks.

 

Kaasaegsed jõuandurid integreerivad sageli signaali konditsioneerimisahelaid, et saavutada temperatuuri kompenseerimine, müra filtreerimine ja signaali võimendamine, tagades stabiilse ja usaldusväärse väljundi. Sellistes valdkondades nagu robootika, tööstusautomaatika ja meditsiiniseadmed, saavad kuue-mõõtmelised jõuandurid samaaegselt mõõta jõudu ja pöördemomenti kolmes suunas, võimaldades täpseid jõujuhtimistoiminguid.