Was für ein Sensor ist ein Dehnungsmessstreifen?

Dehnungssensor: Technische Grundlagen, Anwendungsszenarien und Markttrends

Ein Dehnungsmessstreifensensor ist ein Gerät, das physikalische Größen wie Kraft, Druck und Drehmoment indirekt erfasst, indem es die Verformung (Dehnung) misst, die von einem Objekt unter Krafteinwirkung erzeugt wird. In den letzten Jahren sind DMS-Sensoren aufgrund der rasanten Entwicklung der industriellen Automatisierung, intelligenter Wearables und der Überwachung des strukturellen Zustands aufgrund ihrer hohen Genauigkeit, niedrigen Kosten und Miniaturisierung zu einem heißen Thema geworden. In diesem Artikel werden die aktuellen Inhalte des gesamten Netzwerks der letzten 10 Tage zusammengefasst und unter drei Gesichtspunkten analysiert: technische Prinzipien, Anwendungsszenarien und Marktdaten.

1. Technische Prinzipien und Kernmerkmale

Der Kernbestandteil des Dehnungsmessstreifensensors ist der Dehnungsmessstreifen (Dehnmessstreifen), dessen Funktionsprinzip auf der Widerstandsdehnungswirkung von Metall- oder Halbleitermaterialien basiert. Wenn der Dehnungsmessstreifen an der Oberfläche eines Objekts befestigt wird und sich mit dem Objekt verformt, ändert sich sein Widerstandswert und wird über die Brückenschaltung in ein messbares Spannungssignal umgewandelt. Im Folgenden finden Sie einen Vergleich der Leistungsparameter typischer DMS-Sensoren:

2. Aktuelle beliebte Anwendungsszenarien

1.Industrieroboter: Dehnungssensoren werden zur Force-Feedback-Steuerung von Roboterarmen verwendet, um die Effizienz der Präzisionsmontage zu verbessern. Beispielsweise integriert die neueste Version des Optimus-Roboters von Tesla mehrachsige Dehnungssensoren.

2.Intelligente Medizin: Tragbare Dehnungssensoren überwachen die Atemfrequenz und Gelenkaktivität der Patienten. Verwandte Artikel wurden in aktuellen Artikeln in „Nature Electronics“ zitiert.

3.Neue Energiefahrzeuge: Die Nachfrage nach der Überwachung des strukturellen Zustands von Batteriepacks treibt den Einsatz von Dünnschicht-Dehnungssensoren voran, die BYD und andere Hersteller in ihrem technischen Whitepaper 2024 hervorgehoben haben.

3. Marktdaten und Trendanalyse

Laut einem aktuellen Branchenbericht (aktualisiert im Juni 2024) sind die globale Marktgröße und Wachstumsrate für Dehnungsmessstreifensensoren wie folgt:

Zu den Wachstumstreibern zählen:

- Die Nachfrage der Industrie 4.0 nach Datenerfassung in Echtzeit;

- Durchbrüche in der flexiblen Elektroniktechnologie (z. B. Graphen-Dehnungsmessstreifen);

- Politische Unterstützung (Chinas „14. Fünfjahresplan“, Entwicklungsplan für intelligente Sensoren).

Fazit

Dehnungssensoren breiten sich von traditionellen Industriebereichen auf die Unterhaltungselektronik und das medizinische Gesundheitswesen aus, und ihre Technologie-Iterationen zeigen eine signifikante positive Korrelation mit dem Marktwachstum. Durch den Einsatz von MEMS-Technologie und Nanomaterialien werden künftig hochempfindliche, energieautarke intelligente Dehnungssensoren in den Mittelpunkt der Forschung und Entwicklung rücken.