Che tipo di sensore è l'estensimetro?

Sensore di deformazione: principi tecnici, scenari applicativi e tendenze di mercato

Un sensore estensimetrico è un dispositivo che rileva indirettamente quantità fisiche come forza, pressione e coppia misurando la deformazione (deformazione) prodotta da un oggetto sottoposto a forza. Negli ultimi anni, con il rapido sviluppo dell’automazione industriale, dei dispositivi indossabili intelligenti e del monitoraggio della salute strutturale, i sensori estensimetrici sono diventati un argomento caldo grazie alla loro elevata precisione, basso costo e miniaturizzazione. Questo articolo combinerà i contenuti più interessanti dell'intera rete negli ultimi 10 giorni e li analizzerà sotto tre aspetti: principi tecnici, scenari applicativi e dati di mercato.

1. Principi tecnici e caratteristiche fondamentali

Il componente principale del sensore estensimetrico è l'estensimetro (Strain Gauge), il cui principio di funzionamento si basa sull'effetto di deformazione resistiva di materiali metallici o semiconduttori. Quando l'estensimetro è attaccato alla superficie di un oggetto e si deforma con l'oggetto, il suo valore di resistenza cambia e viene convertito in un segnale di tensione misurabile attraverso il circuito a ponte. Quello che segue è un confronto dei parametri prestazionali dei tipici sensori estensimetrici:

2. Scenari applicativi popolari recenti

1.robot industriale: I sensori di deformazione vengono utilizzati per il controllo del feedback di forza dei bracci robotici per migliorare l'efficienza dell'assemblaggio di precisione. Ad esempio, l’ultima versione del robot Optimus di Tesla integra sensori di deformazione multiasse.

2.Medicina intelligente: I sensori di deformazione indossabili monitorano la frequenza respiratoria e l'attività articolare dei pazienti. Articoli correlati sono stati citati in articoli recenti su "Nature Electronics".

3.Veicoli di nuova energia: La richiesta di monitoraggio dello stato strutturale del pacco batterie spinge all’applicazione di sensori di deformazione a film sottile, che BYD e altri produttori hanno evidenziato nel loro libro bianco tecnico del 2024.

3. Dati di mercato e analisi delle tendenze

Secondo un recente rapporto di settore (aggiornato a giugno 2024), le dimensioni del mercato globale e il tasso di crescita dei sensori estensimetrici sono i seguenti:

I fattori di crescita includono:

- La richiesta dell’Industria 4.0 di raccolta dati in tempo reale;

- Scoperte nella tecnologia dell'elettronica flessibile (come gli estensimetri al grafene);

- Sostegno politico (piano di sviluppo dei sensori intelligenti “14° piano quinquennale” della Cina).

Conclusione

I sensori di deformazione si stanno espandendo dai settori industriali tradizionali all’elettronica di consumo e alla sanità medica, e le loro iterazioni tecnologiche mostrano una significativa correlazione positiva con la crescita del mercato. In futuro, con l’applicazione della tecnologia MEMS e dei nanomateriali, i sensori di deformazione intelligenti altamente sensibili e autoalimentati diventeranno il fulcro della ricerca e dello sviluppo.