ما هو نوع المستشعر الذي يستخدم لقياس الضغط؟

مستشعر الضغط: المبادئ الفنية وسيناريوهات التطبيق واتجاهات السوق

مستشعر قياس الضغط هو جهاز يكتشف بشكل غير مباشر الكميات الفيزيائية مثل القوة والضغط وعزم الدوران عن طريق قياس التشوه (الإجهاد) الناتج عن جسم تحت القوة. في السنوات الأخيرة، مع التطور السريع للأتمتة الصناعية، والأجهزة الذكية القابلة للارتداء، ومراقبة الصحة الهيكلية، أصبحت أجهزة استشعار قياس الضغط موضوعًا ساخنًا بسبب دقتها العالية، وتكلفتها المنخفضة، وتصغيرها. ستجمع هذه المقالة المحتوى الساخن للشبكة بأكملها في الأيام العشرة الماضية وتحلله من ثلاثة جوانب: المبادئ الفنية وسيناريوهات التطبيق وبيانات السوق.

1. المبادئ التقنية والخصائص الأساسية

المكون الأساسي لمستشعر قياس الضغط هو مقياس الضغط (Strain Gauge)، الذي يعتمد مبدأ عمله على تأثير الإجهاد المقاوم للمعادن أو مواد أشباه الموصلات. عندما يتم توصيل مقياس الضغط بسطح جسم ما ويتشوه مع الجسم، تتغير قيمة مقاومته ويتم تحويله إلى إشارة جهد قابلة للقياس من خلال دائرة الجسر. فيما يلي مقارنة بين معلمات الأداء لأجهزة استشعار قياس الضغط النموذجية:

2. سيناريوهات التطبيق الشائعة الحديثة

1.روبوت صناعي: تُستخدم مستشعرات الإجهاد للتحكم في ردود الفعل القوية للأذرع الآلية لتحسين كفاءة التجميع الدقيق. على سبيل المثال، يدمج الإصدار الأخير من روبوت تسلا أوبتيموس أجهزة استشعار الضغط متعددة المحاور.

2.الطبية الذكية: تقوم أجهزة استشعار الضغط القابلة للارتداء بمراقبة معدل التنفس لدى المرضى ونشاط المفاصل. تم الاستشهاد بالأوراق ذات الصلة في المقالات الأخيرة في "Nature Electronics".

3.مركبات الطاقة الجديدة: يؤدي الطلب على مراقبة الصحة الهيكلية لحزمة البطاريات إلى دفع تطبيق مستشعرات ضغط الأغشية الرقيقة، والتي أبرزتها شركة BYD وغيرها من الشركات المصنعة في ورقتها البيضاء التقنية لعام 2024.

3. بيانات السوق وتحليل الاتجاهات

وفقًا لتقرير صناعي حديث (تم تحديثه في يونيو 2024)، فإن حجم سوق أجهزة قياس الضغط العالمية ومعدل نموها هما كما يلي:

تشمل محركات النمو ما يلي:

- طلب الصناعة 4.0 على جمع البيانات في الوقت الحقيقي؛

- اختراقات في تكنولوجيا الإلكترونيات المرنة (مثل أجهزة قياس ضغط الجرافين)؛

- دعم السياسات (خطة تطوير أجهزة الاستشعار الذكية "الخطة الخمسية الرابعة عشرة" للصين).

الاستنتاج

تتوسع أجهزة استشعار الضغط من المجالات الصناعية التقليدية إلى الإلكترونيات الاستهلاكية والصحة الطبية، وتظهر تكراراتها التكنولوجية ارتباطًا إيجابيًا كبيرًا بنمو السوق. في المستقبل، مع تطبيق تكنولوجيا MEMS والمواد النانوية، ستصبح أجهزة استشعار الضغط الذكية عالية الحساسية ذاتية التشغيل محور البحث والتطوير.