در صنایع مهندسی، به منظور کنترل کیفیت، اندازه‌گیری فشارها و نیروها در سیستم‌ها و ماشین‌آلات مختلف استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، در صنعت خودروسازی برای اندازه‌گیری نیروی فشار هیدرولیکی در سیستم ترمز یا در صنعت هوافضا برای اندازه‌گیری نیروها و فشارهای جانبی در سیستم‌های فضایی و موشکی استفاده می‌شوند.

نیز می‌توانند در ابزارهای قابل حمل و تجهیزات الکترونیکی استفاده شوند. به عنوان مثال، در تلفن‌های همراه امروزی، حسگرهای فشار حساس به لمس بر روی صفحه نمایش استفاده می‌شوند تا واکنش ظاهری را به فشار اعمال شده توسط انگشت اندازه‌گیری کنند و عملکرد دستگاه را کنترل کنند.

با توجه به کاربردهای مختلف، در انواع مختلف و با اصول عملکرد متفاوتی موجود هستند. به طور کلی، می‌توانند شامل سنسورهای الکتریکی، پیزوالکتریک، ترموالکتریک، استرین گیج و غیره باشند. هر نوع سنسور بر اساس اصل عملکرد خاص خود، تغییرات فشار را به سیگنال الکتریکی یا دیجیتالی تبدیل می‌کند که قابل استفاده برای نمایش و ذخیره سازی است.

انواع نیروسنج

در انواع مختلفی و با اصول عملکرد متفاوتی وجود دارند. در زیر به برخی از انواع رایج اشاره می‌کنم:

1. نیروسنج‌ های استرین گیج (Strain Gauge): از استرین گیج‌ها تشکیل شده‌اند که تغییرات طول و تغییر شکل در پاسخ به نیرو را اندازه‌گیری می‌کنند. استرین گیج‌ها معمولاً به سطح مورد نظر چسبانده می‌شوند و با تغییر شکل سطح، مقاومت الکتریکی آنها تغییر می‌کند که به صورت الکتریکی قابل اندازه‌گیری است.
2. نیروسنج‌ های پیزوالکتریک (Piezoelectric Force Sensors): این نوع از اصل پیزوالکتریک استفاده می‌کنند. وقتی به یک ماده پیزوالکتریک نیروی خارجی اعمال می‌شود، آن ماده تغییر شکل می‌دهد و به صورت الکتریکی سیگنال تولید می‌کند. این سیگنال الکتریکی متناسب با نیروی اعمالی است و قابل اندازه‌گیری است.
3. نیروسنج‌ های هیدرولیکی (Hydraulic Force Sensors): بر اساس اصل انتقال فشار هیدرولیکی کار می‌کنند. نیرو اعمال شده روی سنسور، فشار درون یک سیال هیدرولیک را تغییر می‌دهد و این فشار به صورت الکتریکی یا مکانیکی قابل اندازه‌گیری است.
4. نیروسنج‌ های الکتریکی (Electric Force Sensors): این نوع بر اساس اصول الکتریکی کار می‌کنند. آنها می‌توانند از اصول مختلفی مانند جاذبه الکترواستاتیک، مغناطیسی و یا کوپلینگ الکترومغناطیسی استفاده کنند.
5. نیروسنج‌ های ترموالکتریک (Thermoelectric Force Sensors): بر اساس اصل اثر Seebeck که به تولید پتانسیل الکتریکی در پاسخ به تغییرات دما بر می‌گردد، عمل می‌کنند. وقتی نیروی مورد نظر روی سنسور اعمال می‌شود، دما تغییر می‌کند و این تغییر دما به تولید پتانسیل الکتریکی منجر می‌شود که قابل اندازه‌گیری است.

این فقط برخی از نوع‌های رایج این دستگاه هستند و هنوز نوع‌های دیگری نیز وجود دارد که در صنایع و کاربردهای مختلف استفاده می‌شوند. انتخاب دستگاه مناسب بستگی به نوع کاربرد، دقت مورد نیاز و شرایط عملکرد دارد.

کاربرد های نیروسنج

در انواع صنایع کاربردهای مختلف دارد. در زیر به برخی از کاربردهای رایج این دستگاه اشاره می‌کنم:

1. صنعت خودروسازی: در صنعت خودروسازی، برای اندازه‌گیری نیروها و فشارهای مختلف استفاده می‌شوند، مانند اندازه‌گیری نیروی فشار هیدرولیکی در سیستم ترمز یا نیروهای اعمال شده بر روی قطعات و سازه‌های خودرو.
2. صنعت هوافضا: در صنعت هوافضا، در اندازه‌گیری نیروها و فشارهای جانبی در سیستم‌های فضایی و موشکی استفاده می‌شوند. آنها می‌توانند در اندازه‌گیری نیروی وارد شده بر روی قطعات و سازه‌های فضایی، اندازه‌گیری فشارهای درون سیستم‌های پروپلزیون و سیستم‌های کنترل استفاده شوند.
3. صنعت مکانیکی: در صنعت مکانیکی، به منظور کنترل کیفیت و اندازه‌گیری نیروها و فشارها در ماشین‌آلات و سیستم‌های مختلف استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، در ماشین‌آلات تولیدی برای اندازه‌گیری نیروهای اعمال شده در فرآیند تولید، کنترل فشار در سیستم‌های هیدرولیکی و پنوماتیکی، و کنترل بار در سیستم‌های جرثقیل و لیفتینگ استفاده می‌شوند.
4. پزشکی: در علم پزشکی، در برخی از برنامه‌های پزشکی استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، در دستگاه‌های پروتز و ارتوز، برای اندازه‌گیری نیروهای اعمال شده بر روی اعضا و جوشه‌های مصنوعی استفاده می‌شوند.
5. رباتیک و اتوماسیون صنعتی: در صنعت رباتیک و اتوماسیون صنعتی، برای اندازه‌گیری نیروها و گشتاورها در ربات‌ها و سیستم‌های اتوماسیون استفاده می‌شوند. این اطلاعات به سیستم کنترلی می‌رسد و برای کنترل حرکت و قدرت ربات‌ها استفاده می‌شود.
6. تحقیقات علمی: در تحقیقات علمی و آزمایشگاهی نیز استفاده می‌شوند. آنها برای اندازه‌گیری نیروها و فشارها در آزمایش‌ها و مطالعات علمی استفاده می‌شوند، از جمله مطالعات مکانیکی، مواد و بیولوژیکی.

این تنها چند مثال از کاربردهای رایج این دستگاه هستند. با توجه به تنوع صنایع و نیازهای مختلف، می‌توانند در بسیاری از حوزه‌ها و برنامه‌های دیگر نیز مورد استفاده قرار بگیرند.

آموزش استفاده از مولتی متر

1. نصب : ابتدا دستگاه را بر روی سطح یا قطعه‌ای که می‌خواهید نیرو را اندازه‌گیری کنید، نصب کنید. اطمینان حاصل کنید که دستگاه به صورت صحیح و محکم نصب شده است.
2. اتصال الکترودها: بررسی کنید که دستگاه دارای الکترودهای مورد نیاز است. الکترودها ممکن است برای انتقال سیگنال الکتریکی به یک واحد نمایشی یا دستگاه ضبط الکتریکی مورد نیاز باشند. اطمینان حاصل کنید که الکترودها به درستی به دستگاه و دستگاه‌های دیگر متصل شده‌اند.
3. کالیبراسیون: قبل از استفاده از دستگاه ، بهتر است آن را کالیبره کنید. این فرآیند شامل تنظیم و تطبیق دستگاه با استانداردهای مشخص و اعمال نیرو به آن می‌باشد. این کار می‌تواند با استفاده از دستگاه کالیبراسیون یا روش‌های دیگر صورت گیرد.
4. خواندن داده‌ها: پس از نصب و کالیبره کردن دستگاه ، شروع به خواندن داده‌ها می‌کنید. داده‌ها معمولاً به صورت سیگنال الکتریکی یا دیجیتالی به دستگاه‌های نمایشی یا ضبطی ارسال می‌شود. شما باید دستگاه‌های خود را درست تنظیم کنید تا داده‌ها را به درستی خوانده و ذخیره کنید.
5. تحلیل و استفاده از داده‌ها: حالا که داده‌ها را خوانده و ضبط کرده‌اید، می‌توانید آن‌ها را تحلیل و بررسی کنید. این شامل بررسی نیروها، فشارها، تغییرات زمانی و سایر پارامترهای مربوطه است. بستگی به نوع کاربرد و نیازهای خود، می‌توانید از داده‌ها برای کنترل، ارزیابی یا تجزیه و تحلیل مورد نیاز خود استفاده کنید.

در هر صورت، برای استفاده دقیق از دستگاه ، بهتر است به دستورالعمل و دفترچه راهنمای تولید کننده مراجعه کنید، زیرا ممکن است روش‌ها و نکات خاصی برای استفاده از هر نوع از این دستگاه وجود داشته باشد.