سنسور نیروی مقاومتی (Resistive Force Sensor)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سنسور نیروی مقاومتی (Resistive Force Sensor) :
سنسور نیروی مقاومتی، که اغلب با نام FSR (Force Sensing Resistor) شناخته می شود، یک سنسور نیروی ارزان قیمت و نسبتا ساده است. این سنسورها از مواد پلیمری یا لاستیکی رسانا ساخته می شوند که مقاومت الکتریکی آنها با اعمال نیرو تغییر می کند. ساختار معمول شامل دو لایه پلیمری انعطاف پذیر است که روی هر کدام یک لایه رسانا (معمولا نقره یا کربن) چاپ شده است. این دو لایه توسط یک لایه فاصله انداز (spacer) از هم جدا می شوند تا زمانی که نیرو اعمال نشود، تماسی بین آنها وجود نداشته باشد.
با اعمال نیرو، دو لایه به هم فشرده شده و تماس بین ذرات رسانا (یا بین دو لایه رسانا) افزایش می یابد. این افزایش تماس، مقاومت الکتریکی کلی سنسور را کاهش می دهد. رابطه بین نیرو و مقاومت معمولا غیرخطی و به صورت نمایی معکوس است. همچنین، FSRها هیسترزیس قابل توجهی دارند (تفاوت در منحنی بارگذاری و باربرداری) و به سرعت اعمال نیرو حساس هستند. دقت آنها محدود است (معمولا ۵-۱۰٪)، اما برای کاربردهایی که نیاز به دقت بالا ندارند، مناسب هستند.
مزایا:
هزینه بسیار پایین.
ضخامت نازک و انعطاف پذیری بالا.
محدوده نیروی وسیع (از چند گرم تا چند ده کیلوگرم).
مدار واسط ساده (تقسیم ولتاژ با یک مقاومت ثابت).
معایب:
دقت و تکرارپذیری پایین.
هیسترزیس و وابستگی به نرخ بارگذاری.
پایداری دمایی ضعیف.
تغییر مشخصات در طول زمان.
\[ R \approx \frac{k}{F^n} \quad \text{که } k \text{ و } n \text{ ثابت های تجربی هستند.} \]کاربردها:
گیره های ساده رباتیک برای تشخیص حضور جسم و تنظیم نیروی اولیه.
صفحه کلیدهای مقاومتی و رابط های کاربری.
تشخیص حضور صندلی در خودرو.
کفش های هوشمند و تحلیل gait.
ابزارهای موسیقی الکترونیک (حساس به فشار).
سنسورهای لمس در تجهیزات پزشکی یکبار مصرف.
برای کاربردهای دقیق، معمولا از لودسل های کرنش سنجی استفاده می شود، اما FSRها گزینه ای عالی برای نمونه سازی سریع و کاربردهایی هستند که هزینه و انعطاف پذیری اولویت دارد.
