الخلية الحمليُمكنها تحويل قوة الجسم إلى إشارة كهربائية، وتُستخدم على نطاق واسع في مجالات الوزن، واستشعار القوة، وقياس الضغط. ستُقدم هذه المقالة مقدمة مُعمّقة لمبدأ عمل خلية الحمل، وأنواعها، وتطبيقاتها، لمساعدة القراء على فهم خصائصها وقيمتها التطبيقية العملية بشكل أفضل.
١. مبدأ العمل: يعتمد مبدأ عمل خلية الحمل على تأثير المقاومة الكهروضغطية. تتكون من عدة أجزاء رئيسية: المطاط الصناعي، ومقاييس الانفعال، والجسور، ودوائر معالجة الإشارة. عند تطبيق جسم على المطاط الصناعي، يتولد انفعال، ويتشوه مقياس الانفعال وفقًا لمقدار واتجاه القوة المطبقة. يُثبت مقياس انفعال مقاوم (مقياس الانفعال) على مقياس الانفعال، وعند تشوه مقياس الانفعال، تتغير قيمة المقاومة تبعًا لذلك. بعد ذلك، يمكن تحويل تغير قيمة المقاومة إلى إشارة كهربائية من خلال الجسر ودائرة معالجة الإشارة.
٢. النوع والهيكل: تُقسّم خلايا الحمل إلى أنواع مختلفة وفقًا لمتطلبات التطبيق والخصائص الهيكلية. الأنواع الشائعة هي النابض، والصفائح، والقص، والاحتكاك، والضغط. تختلف هذه الأنواع اختلافًا طفيفًا في الهيكل ومبادئ التشغيل، ولكن يمكن استخدام كليهما لقياس مقدار القوة واتجاهها. كما يختلف حجم وتصميم خلية الحمل باختلاف نطاق القياس ومتطلبات الدقة.
3. سيناريوهات التطبيق
الوزن الصناعي: يتم استخدام خلية الحمل على نطاق واسع في مجال الوزن الصناعي لقياس وزن الأشياء المختلفة، مثل موازين المركبات، وموازين المنصات، وآلات الرش، وما إلى ذلك. دقتها العالية وأدائها المستقر يجعل نتائج الوزن أكثر دقة وموثوقية.
أبحاث الميكانيكا: في أبحاث الميكانيكا، تُستخدم خلية الحمل لقياس مقدار واتجاه القوة المؤثرة على جسم في تجربة ميكانيكية. على سبيل المثال، في اختبار الشد، تُستخدم خلية الحمل للكشف عن قوة شد المادة. في اختبار المحقنة، تقيس خلية الحمل تدفق وضغط السائل في خط الأنابيب.
مراقبة الهندسة: في المجال الهندسي، تُستخدم خلايا الأحمال لمراقبة أحمال وتشوهات المنشآت، كالمباني والجسور والسفن. تُزوّد هذه المعلومات المهندسين ببيانات مرجعية مهمة لضمان سلامة وموثوقية المنشآت.
المعدات الطبية: في المعدات الطبية، يتم استخدام خلية الحمل لقياس ومراقبة القوة والضغط لمختلف المعدات العلاجية، مثل قوة دفع المشرط وقوة تطبيق أداة طب الأسنان.
ملخص: خلية الحمل مستشعر قياس قوة متطور وموثوق، يُستخدم في مجموعة واسعة من التطبيقات. من خلال الفهم المتعمق لمبدأ عملها، يُمكننا فهم وظيفتها ودورها في مختلف المجالات بشكل أفضل. مع تطور التكنولوجيا، سيزداد استخدام خلية الحمل اتساعًا، ويُعتقد أنها ستلعب دورًا هامًا في مجالات أخرى مستقبلًا.
وقت النشر: ٢٧ يوليو ٢٠٢٣