Kraftsensor

Entgegen herkömmlichen metallischen Messaufnehmern besteht der Silikonkraftsensor vollumfänglich aus weichem, elastischem Material. (Bild: Sateco )

Der Silikonkraftsensor SXTSC arbeitet nach dem kapazitiven Funktionsprinzip und kann sowohl Berührungs- als auch Druckkräfte kontinuierlich messen. Er besteht aus drei Lagen von leitfähigem Silikon, welche durch integrierte federnde Elemente voneinander getrennt sind. Wirkt eine externe Kraft auf den Sensor, werden die leitfähigen Lagen zueinander bewegt, wodurch die elektrische Kapazität des Sensors verändert wird. Die Änderung der Kapazität wird durch eine spezielle Elektronik ausgewertet und kann als Maß für die Kraft und den Druck verwendet werden. Der Crimpkontakt stellt die elektrische sowie mechanische Verbindung zwischen dem Silikonkraftsensor und der Auswerteelektronik sicher. Der Sensor als Messzelle mit elektrischen Anschlüssen kann somit ohne großen Aufwand außerhalb einer Leiterplatte direkt in eine Oberfläche integriert werden. Das Elastomermaterial des Sensors erspart zusätzliche Elemente zur mechanischen Dämpfung, Vorspannung und Toleranzkompensation. Das vereinfacht die Konstruktion und reduziert die Herstellkosten. Sowohl Grundfläche als auch Dimension des Sensors können frei gestaltet werden. Dadurch kann er gekrümmten Oberflächen beliebig angepasst und nahtlos zwischen Trägermaterial und Oberfläche integriert werden. Das ermöglicht die ergonomische Gestaltung von Eingabegeräten, Robotern, Prothesen und Exoskeletten sowohl auf kleinen als auch großen Flächen.

Silicone force sensor SXTSC Construction and working principle

Die außergewöhnliche Konstruktion ermöglicht Anwendungen in sicherheitskritischen Bereichen. Weil der Sensor keine hochleitenden Metalle erhält, welche Funken verursachen können, eignet er sich für Applikationen in explosionsgefährdeten Umgebungen. Aufgrund seiner niedrigen Weiterreißfähigkeit leistet das Silikonmaterial wenig mechanischen Widerstand. Das kann in der Fahrzeugtechnik z. B. bei der Verwendung im Lenkrad von Wichtigkeit sein, damit der Sensor das Auslösen eines Lenkradairbags nicht behindert.

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