La tecnologia di misurazione della forza in tutta la sua diversità

Tecnologie

Scopri di più sulle tecnologie che utilizziamo per la misurazione della forza in queste pagine. Sia che vogliate utilizzare estensimetri classici, incollati, tecnologia a film spesso o a film sottile – Primosensor è il vostro partner in tutti i settori.

Quando sviluppiamo trasduttori di forza personalizzati, il nostro obiettivo è quello di armonizzare i requisiti tecnici con le specifiche di prezzo. Per trovare la soluzione ottimale nel “triangolo della tensione” dei requisiti tecnici, della quantità richiesta e del prezzo desiderato, Primosensor può utilizzare la tecnologia a film spesso e a film sottile oltre ai classici estensimetri.

La stragrande maggioranza dei sensori di forza in tutto il mondo sono prodotti con estensimetri (DMS) incollati.

Questo è anche il caso di Primosensor. A causa della loro grande diversità in termini di forma e struttura tecnologica, gli estensimetri possono essere facilmente adattati a molte geometrie e materiali dei sensori. In questo modo si ottengono eccellenti proprietà di misura in termini di precisione e scorrimento, tanto che per i prodotti di fascia alta la deviazione dalla curva caratteristica ideale viene indicata in ppm (parti per milione) dal valore finale.

Per molte applicazioni industriali, tuttavia, l'attenzione non è rivolta alla precisione, ma piuttosto alla struttura robusta, al collegamento elettrico o semplicemente al prezzo.

In questi casi Primosensor verifica se è possibile utilizzare anche altre tecnologie per produrre i sensori di forza. Il lavoro manuale di incollaggio e cablaggio degli estensimetri al ponte di Wheatstone può essere sostituito da un processo automatizzato.

Finora ciò è stato possibile solo se gli estensimetri possono essere disposti su una superficie piana. In linea di principio ciò limita notevolmente le possibilità di progettazione dell’intero sensore, ma in alcuni casi ciò è giustificato dal potenziale risparmio sui costi di produzione.

Un esempio: la struttura di un sensore di forza come collegamento parallelo può essere ricondotta a due elementi sensori piatti, che vengono poi montati di conseguenza. Gli elementi sensorici vengono prodotti in quantità medie in modo economicamente vantaggioso utilizzando un processo a film spesso. A questo scopo vengono trattati in benefici e successivamente separati. Le paste a film spesso vengono applicate strato per strato utilizzando stampini in passaggi successivi e cotte in forni continui. Gli elementi sensori così prodotti sono molto robusti e stabili a lungo termine.

Vale la pena ricordare a questo punto che gli strati di resistenza attiva possono essere prodotti utilizzando la tecnologia a film spesso con un fattore K di 8…10 – rispetto a k=2 per gli estensimetri disponibili in commercio.

Nei sensori a film sottile, i materiali sensibili alla deformazione vengono depositati in più strati direttamente sulla superficie metallica del sensore in sistemi di rivestimento sotto vuoto (processo PVD/sputtering) e quindi strutturati fotolitograficamente. Di norma viene prodotto direttamente un ponte intero di Wheatstone, che viene poi messo in contatto con una scheda di bilanciamento o un amplificatore. Questo processo high-tech realizza il suo potenziale solo se si pensa a grandi quantità di sensori che devono essere prodotti in modo semi o completamente automatizzato. In questi casi, piccoli elementi sensori a film sottile – progettati come piastre o vasi – vengono saldati utilizzando un laser. In questo modo vengono creati sensori di forza senza sostanze organiche (adesivi), che eliminano le inadeguatezze manuali nel processo di produzione.

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