Ein Kraftmesswiderstand ist ein elektrisches Bauteil, das seinen Widerstand bei Druckänderungen auf das Widerstandsmaterial ändert. Es wird zum Erfassen von Berührungen, Gewichten und anderen Objekten verwendet, die durch eine Änderung der mechanischen Kraft gekennzeichnet sind. Dieser Widerstand hat viele Anwendungen in der Sensorik, Überwachung und Automatisierung, beispielsweise in der Robotik.
Frühe variable Widerstände zur Geschwindigkeitssteuerung verwendeten Kohlescheiben, die durch Federwirkung zusammengedrückt oder voneinander gelöst werden können. Wenn der Bediener auf einen Fußschalter tritt, um einen Motor zu beschleunigen, werden die Carbonscheiben zusammengedrückt, was zu einem nahezu Nullwiderstand führt. Dieser Widerstand liegt in Reihe mit dem Motor, was zu einer höheren Drehzahl führt. Wenn der Bediener den Fußanlasser loslässt, wird der Druck zwischen den Scheiben deutlich verringert, was zu einem hohen Widerstand führt, der verhindert, dass signifikanter elektrischer Strom in den Motor fließt, wodurch der Motor gestoppt wird.
Der moderne Kraftmesswiderstand arbeitet nach einem ähnlichen Prinzip wie die frühen resistiven Drehzahlregler. Der Unterschied besteht darin, dass das Material des Kraftmesswiderstands sehr dünn ist und nicht dafür ausgelegt ist, mehr als einige Milliwatt elektrischer Leistung zu verbrauchen. Jede vom Menschen betriebene Geschwindigkeitssteuerung mit Kraftmesswiderstand steuert analoge oder digitale Schaltungen, die Geräte mit höherer Leistung steuern.
Der kraftempfindliche Widerstand verwendet ein Polymer zwischen zwei Platten mit leitfähigen Materialien, die in einer Art regelmäßiger Formation aufgehängt sind. Wenn Druck ausgeübt wird, nähert sich das leitfähige Material an, was zu einem geringeren Widerstand führt. Wenn der Druck weggenommen wird, führt die Fähigkeit des Polymermaterials, sich von der temporären Verformung zu erholen, den Kraftmesswiderstand in seinen Ausgangszustand zurück. Dies führt dazu, dass die Ruheposition einen hohen Widerstand aufweist.
Generell können alle resistiven Bauteile als Kraftmesswiderstand gefertigt werden. Einige Designs verwenden Polymere mit kleinen leitfähigen Partikeln, während einige Designs von Kraftmesswiderständen gedruckte Messfilme verwenden. Andere Krafterfassungswiderstände kommen in Arrays, die verwendet werden können, um zweidimensionale Tracking-Informationen zu erfassen, wie beispielsweise in Tracking-Pads für Computergeräte.
Kraftsensoren gibt es in verschiedenen Typen und Ausführungen. Piezoresistive Sensoren sind in der Lage, ihren elektrischen Widerstand mit zunehmender Druckkraft, die auf den Sensor ausgeübt wird, zu verringern. Der Widerstand nimmt mit abnehmender Kraft, die auf den Sensor ausgeübt wird, zu.
Zu den Anwendungen für den Kraftmesswiderstand gehören Kontaktsensoren für Sicherheitsanwendungen, digitale Waagen, Wasser- und Luftdrucksensoren für Pumpen und Näherungserkennung durch Gewicht oder Kontakt. In der Automatisierung sind Robotergeräte in der Lage, menschliche Berührungen oder berührungsähnliche Wahrnehmungen teilweise zu emulieren. Diese Funktion ermöglicht es, taktile Sensoren und variable Kraftsteuerung anzuwenden, um automatisch Gegenstände zu handhaben, die als zu zerbrechlich gelten, um von Maschinen und Robotern allein gehandhabt zu werden.