フォースセンサーについての概要、用途、原理などをご説明します。また、フォースセンサーのメーカー18社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。フォースセンサー関連企業の2023年3月注目ランキングは1位:アルプスアルパイン株式会社、2位:株式会社イマダ、3位:IDECファクトリーソリューションズ株式会社となっています。
フォースセンサーは力を測定するセンサーであり、代表的なセンサーとしてに「圧力センサー」が挙げられます。ロボットの指の先端に取り付けて触覚を再現したり、シート状のものを使用することで圧力分布を測定するなどの用途で使用されています。
主にセンサーにかかる力を測定するために使用するセンサであり、センサーとしての構造は基本的に共通ですが、形状はブロックのようなものからシート状のものまで様々です。薄く成形することができるという特徴から、シートやテープのような形状にすることができ、センサ―背面に両面テープを貼り付けて簡単に設置できるという利点もあります。一般的に、ロボットアーム先端の触覚センサーとしての使用や、キーボードなどの入力装置において、キーを押したことを検出するためのセンサーなどの用途で使用されています。
代表的なひずみゲージ式のフォースセンサーの原理について記載します。
ひずみゲージ式のセンサーでは、負荷が加わる部分が弾性構造をしており、ここに力がかかると、この弾性体がわずかに変形します。この時、計測点に貼付されたひずみゲージも変形し、その抵抗値が変化します。この微小な抵抗値の変化を「ホイートストンブリッジ回路」を使用して検出することで、ブリッジに印加された電圧に比例した電圧が出力されます。
ひずみゲージの抵抗値を「R(Ω)」、伸びまたは圧縮によって生じた抵抗値変化を「ΔR(Ω)」とすると、ひずみ「ε」は以下の式で求められます。
ΔR / R = K・ε
この式における「K」はひずみゲージによって固有の比例定数で、ゲージ率と呼ばれます。
ブリッジ回路に電圧「E」を印加し、ひずみゲージの抵抗値「R(Ω)」、伸びまたは圧縮によって生じた抵抗値変化を「ΔR(Ω)」とすると、出力電圧「e」は以下の式で表されます。
e = 1/4・K・ε・E (※ΔR / R = K・ε)
上記のような原理で測定されるひずみ量と電圧の関係を基に、センサーにかかった力を測定することができます。
参考文献
https://www.nissha.com/products/allproducts/force.html
https://www.hbm.com/jp/7318/how-does-a-piezoelectric-force-transducer-work/
https://www.kyowa-ei.com/jpn/technical/strainbasic_course/index.html
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
企業の並び替え
2023年3月の注目ランキングベスト10
注目ランキング導出方法順位 | 会社名 | クリックシェア |
---|---|---|
1 | アルプスアルパイン株式会社 |
13.7%
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2 | 株式会社イマダ |
11.8%
|
3 | IDECファクトリーソリューションズ株式会社 |
9.8%
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4 | セイコーエプソン株式会社 |
7.8%
|
5 | ビー・エル・オートテック株式会社 |
5.9%
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6 | 株式会社ワコーテック |
5.9%
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7 | 東洋測器株式会社 |
5.9%
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8 | 株式会社昭和測器 |
5.9%
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9 | 日本キスラー合同会社 |
5.9%
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10 | 株式会社アキュレイトシステムズ |
3.9%
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注目ランキング導出方法について
注目ランキングは、2023年3月のフォースセンサーページ内でのクリックシェアを基に算出しています。クリックシェアは、対象期間内の全企業の総クリック数を各企業のクリック数で割った値を指します。社員数の規模
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