Un resistore di rilevamento della forza è un componente elettrico che cambia la sua resistenza al variare della pressione sul materiale resistivo. Viene utilizzato per rilevare il tatto, il peso e qualsiasi entità caratterizzata da un cambiamento nella forza meccanica. Questo resistore ha molte applicazioni nel rilevamento, nel monitoraggio e nell’automazione, come la robotica.
I primi resistori variabili per il controllo della velocità utilizzavano dischi di carbonio che possono essere compressi o allentati l’uno dall’altro mediante l’azione di una molla. Quando l’operatore preme un pedale per accelerare un motore, i dischi di carbonio vengono premuti insieme, determinando una resistenza quasi nulla. Questa resistenza è in serie con il motore, con conseguente maggiore velocità. Quando l’operatore rilascia il comando a pedale, la pressione tra i dischi viene ridotta in modo significativo, risultando in un’elevata resistenza che interrompe qualsiasi corrente elettrica significativa che entra nel motore, arrestando il motore.
Il moderno resistore di rilevamento della forza funziona secondo un principio simile alle prime unità di controllo della velocità resistive. La differenza è che il materiale del resistore di rilevamento della forza è molto sottile e non è progettato per dissipare più di pochi milliwatt di energia elettrica. Qualsiasi controllo della velocità azionato dall’uomo che utilizza un resistore di rilevamento della forza controllerà i circuiti analogici o digitali che controllano i dispositivi di potenza più elevata.
Il resistore sensibile alla forza utilizza un polimero tra due piastre con materiali conduttivi sospesi in una sorta di formazione regolare. Quando viene applicata la pressione, il materiale conduttivo si avvicina, con conseguente minore resistenza. Se la pressione viene rimossa, la capacità del materiale polimerico di riprendersi dalla deformazione temporanea riporterà il resistore di rilevamento della forza al suo stato iniziale. Ciò si traduce in una posizione di riposo ad alta resistenza.
In generale, tutti i componenti resistivi possono essere fabbricati come resistori di rilevamento della forza. Alcuni progetti utilizzano polimeri con piccole particelle conduttive, mentre alcuni progetti di resistori di rilevamento della forza utilizzano pellicole di rilevamento stampate. Altri resistori di rilevamento della forza sono disponibili in array che possono essere utilizzati per rilevare informazioni di tracciamento bidimensionali come nei pad di tracciamento per dispositivi informatici.
I sensori di forza sono disponibili in una varietà di tipi e design. I sensori piezoresistivi sono in grado di diminuire la loro resistenza elettrica all’aumentare della forza di compressione esercitata sul sensore. La resistenza aumenta al diminuire della forza esercitata sul sensore.
Le applicazioni per il resistore di rilevamento della forza includono il rilevamento del contatto per applicazioni di sicurezza, bilance digitali, rilevamento della pressione dell’acqua e dell’aria per le pompe e rilevamento di prossimità tramite peso o contatto. Nell’automazione, le apparecchiature robotiche sono in grado di emulare parzialmente il tocco umano o il rilevamento tattile. Questa funzione consente di applicare il rilevamento tattile e il controllo della forza variabile per gestire automaticamente gli articoli considerati troppo fragili per essere maneggiati solo da macchine e robot.