Faser-Bragg-Gitter 3D-Kraftsensor - Oberflächen-Drucksensor - Stiftförmiger Kraftsensor - Sensor für medizinische Nadeleinführkraft

Das Produkt ist ein FBG 3D-Kraftsensor, gekapselt in einem nahtlosen Stahlrohr, auch bekannt als: FBG Spannungssensor, stiftförmiger Kraftsensor, Stift-Dynamometer, Faser-Bragg-Gitter Kraftstift, Oberflächen-Drucksensor, Faser-Bragg-Gitter 3-Achsen-Wägezelle, stiftförmiger FBG-Sensor, Faseroptischer Kraftwandler, FBG Multiachsen-Sensor, Hartlegierungs-Kraftsensor.

Produktfunktion: Handgehaltene Messung kleiner Änderungen von Druck, Spannung und Kraft auf festen Oberflächen, Leder und anderen Materialien. Dieses Produkt ist ein kundenspezifisches Produkt und kann auf Bestellung gefertigt werden.

1. Product Overview of OFSCN® Fiber Bragg Grating 3D Force Sensor

The OFSCN® Faser-Bragg-Gitter (FBG) 3D Force Sensor is a high-precision, multi-axis force measurement product utilizing FBG sensing technology. The sensor adopts a compact and reliable pen-style structural design, capable of real-time, high-precision, and decoupled measurement of three-dimensional forces (Fx, Fy, Fz) applied to the sensing unit.

Seine einzigartige Sensorstruktur, kombiniert mit einem Hartlegierungsstab als Basismaterial, gewährleistet eine hohe Empfindlichkeit und Langzeitstabilität des Sensorelements. Das nahtlose Stahlrohr-Außengehäuse bietet robusten mechanischen Schutz und macht es für verschiedene Anwendungen geeignet, die eine präzise Kraftmessung oder den Betrieb in elektromagnetisch gestörten Umgebungen erfordern, wie z.B. medizinische Operationsrobotik, Präzisionsmontage und haptische Rückmeldungssysteme.

Es kann weit verbreitet zur Kraftmessung von Industrieanlagen, festen Materialien, Metallen, Lederwaren und anderen Bereichen eingesetzt werden.

2. Structure und Working Principle of OFSCN® Fiber Bragg Grating 3D Force Sensor

2.1 Strukturbeschreibung

1. Gesamtstruktur: Der Sensor verfügt über ein stiftförmiges Design mit einer Standardlänge von 15 CM.
2. Äußerer Schutz: Das Außengehäuse ist ein nahtloses Stahlrohr mit einem Durchmesser von 4 mm / 6 mm, das hauptsächlich zum Greifen durch den Benutzer dient und zuverlässigen mechanischen und Umweltschutz für die interne Kernsensoreinheit bietet.
3. Sensoreinheit: Die Kernsensoreinheit verwendet einen Hartlegierungsstab als Basismaterial, der eine hohe Steifigkeit und geringe Kriechneigung gewährleistet.
4. Faserkonfiguration: 3 Faser-Bragg-Gitter sind gleichmäßig längs entlang des Umfangs des Basismaterials angeordnet, im Abstand von 120 Grad.
5. Messabschnitt: Jedes der 3 FBGs ist mit einem Kraftmessabschnitt ausgestattet, der dazu dient, die im Basismaterial durch die aufgebrachte Kraft erzeugte Dehnung zu erfassen.
6. Pigtail-Ausführung und Stecker: Die Pigtails der 3 FBGs sind gekapselt und werden über nahtlose Stahlrohre herausgeführt, um sicherzustellen, dass die Fasern vor seitlicher Belastung geschützt sind. Der Abschlusssteckertyp ist FC/APC.

2.2 Funktionsweise

Wenn eine dreidimensionale Kraft auf die Sensorspitze wirkt, erzeugt das Hartlegierungs-Basismaterial ein komplexes Dehnungsfeld in den Richtungen Fx, Fy, Fz. Aufgrund der unabhängigen Position und Ausrichtung der 3 FBGs (120° Abstand) erfahren sie jeweils unterschiedliche axiale Dehnungen, was zu einzigartigen Wellenlängenverschiebungen in ihren jeweiligen Bragg-Wellenlängen (λ1, λ2, λ3) führt.

Durch das Auslesen der 3 Wellenlängenverschiebungen mit einem FBG-Interrogator und die Anwendung der werkseitig bereitgestellten Kalibrierungsmatrix, die die Drei-Richtungs-Kraft mit der Wellenlänge in Beziehung setzt, kann eine präzise, entkoppelte Berechnung der Fx-, Fy-, Fz-Kraftkomponenten, die auf den Sensor wirken, erreicht werden.

3. Key Technical Specifications of OFSCN® Fiber Bragg Grating 3D Force Sensor

Hinweis: Die in diesem Datenblatt aufgeführten Parameter gelten für die Standardkonfiguration und können entsprechend den spezifischen Anwendungsanforderungen des Benutzers angepasst und kundenspezifisch gefertigt werden.

4. Weitere Strukturbeispiele: