Krachtopvanging

Krachtopvanging is het proces waarbij mechanische kracht wordt omgezet in een meetbaar signaal, zodat de grootte en richting van de kracht kan worden bepaald. Dit vindt plaats in sensoren en meetopstellingen die in diverse vakgebieden worden toegepast, zoals industrie, materiaalkunde, robotica en biomechanica.

Principe: Bij krachtopvanging veroorzaakt de kracht vervorming in een sensorelement (bijvoorbeeld een rekstrook op een metaalonderdeel, een piëzo-elektrisch materiaal of een capacitatieve sensor). De vervorming wordt omgezet in een elektrisch signaal dat via signaalconditionering en kalibratie kan worden omgezet naar krachten in newton. Het signaal kan daarna worden geanalyseerd met uitleesapparatuur of data-acquisitiesystemen.

Soorten sensorelementen: Rekstrook-loadcellen (load cells) die vervorming omzetten in een spanningssignaal; piëzo-elektrische sensoren voor dynamische krachten; capacitatieve sensoren; optische vezelsensoren; en goedkope krachtgevoelige weerstandsoplossingen (FSR) voor eenvoudige toepassingen, met afname in nauwkeurigheid.

Toepassingen: Krachtopvanging is cruciaal bij industriële weging, materiaal- en structurele testen, robotica, verpakkingsautomatisering, biomechanica en sportwetenschap.

Overwegingen: Belangrijke ontwerp- en meetaspecten zijn calibratie, lineariteit, hysterese, temperatuurafhankelijkheid, dynamisch bereik en belastinglimiet; montage, uitlijning, en bescherming tegen overload.

Geschiedenis: De technologie ontwikkelde in de 20e eeuw met de opkomst van rekstrookloadcellen als standaard voor nauwkeurige krachtmetingen.

Zie ook: loadcel, krachtsensor.