طراحی و ساخت حسگر لامسه ای برای اندازه گیری نیروی تماسی، بر اساس خاصیت پیزوالکتریک

در این مقاله، طراحی و ساخت نوعی حسگر لامسه ای برای اندازه گیری نیروی تماسی بیان شده است. روش اندازه گیری نیرو در این حسگر ، بر اساس تغییر امپدانس کریستال و پیزوالکتریک در اثر اعمال نیرو و بنابراین تغییر ولتاژ نقاط مختلف مدار می باشد. با در نظر گرفتن یک نقطه خاص در مدار و ثبت تغییرات ولتاژ آن می توان مقدار نیروی اعمالی به کریستال را تخمین زد. ساختمان این حسگر متشکل از یک کریستال پیزوالکتریک دیسکی شکل با قطر 2 سانتی متر، ضخامت 2 میلی متر و فرکانس تشدید 135 کیلوهرتز می باشد. این کریستال در داخل یک محفظه فلزی قرار گرفته است . یک فنر با ثابت فنر 1800 نیوتن بر متر بر روی کریستال قرار دارد که بر روی این فنر بخشی متحرک جهت اعمال نیرو نصب شده است . یکی از ویژگی های طراحی این حسگر قابلیت تغییر اسان اندازه و شکل آن با توجه به شرایط، در کاربردهای مختلف است. ساخت این حسگر در ابعاد بسیار کوچک و با به کارگیری مواد زیست سازگار، می تواند کاربرد آن را در پزشکی میسر سازد، که به عنوان مثال می توان به جراحی با حداقل تهاجم (MIS) اشاره نمود.

Keywords:

نیروی تماسی , حسگر لامسه , پیزوالکتریک