เซนเซอร์ตรวจวัดแรงถือเป็นเซนเซอร์ยอดฮิตอีกประเภทหนึ่งในงานอุตสาหกรรม จะว่าโบราณก็ใช่แต่ด้วยเทคโนโลยียุคใหม่ทำให้มิติการทำงานของเซนเซอร์วัดแรงมีความแตกต่างจากเดิม
เซนเซอร์ตรวจวัดแรงนั้นกลายมาเป็นมาตรฐานในการใช้งานสำหรับ Load Cells, Torque Transducers และอุปกรณ์อื่น ๆ อีกมากมายมาหลายปี แต่เมื่อโลกใหม่มาถึงกับความกระหายข้อมูลสำหรับ Big Data ซึ่งเปลี่ยนวิธีที่วิศวกรและนักอุตสาหกรรมทำงาน เจ้าเทคโนโลยีรุ่นเดอะนี้ก็จำเป็นต้องปรับตัวเช่นกัน และนี่คือเทรนด์ที่น่าสนใจสำหรับเซนเซอร์วัดแรกที่น่าสนใจหากไม่อยากให้เซนเซอร์เหล่านั้นตกยุคจนคนเลิกใช้
เซนเซอร์หลายแกน
การที่เซนเซอร์หลายแกนเกิดขึ้นนั้นมาจากความต้องการข้อมูลที่เพิ่มมากขึ้น เซนเซอร์หลายแกนทำหน้าที่วัดแรงในหลากหลายมุมรวมถึงจังหวะเวลาที่แตกต่างกันด้วยเซนเซอร์สำหรับ Load Cell เพียงตัวเดียว มีทั้งแบบ 3 แกน หรือ 6 แกน
การที่สามารถตรวจวัดได้หลายมุมทำให้ได้ข้อมูลที่ลงลึกมากขึ้น แม่นยำมากขึ้นจากการวัดแรงที่เกิดขึ้นเพียงครั้งเดียว หนึ่งในประโยชน์ที่ดีที่สุดสำหรับเซนเซอร์หลายแกน คือ สามารถยกระดับการออกแบบและลดต้นทุนในขณะที่ไม่ส่งผลกระทบกับความต่อเนื่องในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ เช่น เก้าอี้ถูกทำให้เป็นชิ้นงานต้นแบบและทดสอบเพื่อให้ได้คุณลักษณะตามต้องการไม่ว่าจะเป็นความแข็งแรงหรือมาตรฐาน การทดสอบส่วนใหญ่ใช้การทดสอบความเครียดเมื่อมีการใช้งานอย่างต่อเนื่อง ซึ่งเซนเซอร์รูปแบบนี้สามารถวัดวงรอบของมนุษย์ที่มีน้ำหนักหลากหลายแตกต่างกันที่มาทดสอบนั่งซ้ำ ๆ และยืนเป็นชั่วโมงได้
เซนเซอร์วัดแรงแบบเก่าตรวจวัดแรงทิศทางเดียวบนแกนของระยะเวลาแต่มันไม่สามารถบ่งบอกมิติอื่น ๆ ให้เห็นภาพรวมได้ ในความเป็นจริงวงรอบการทดสอบเกิดความล้มเหลวเพราะทุกอย่างดูปกติแต่มันอาจเกิดโหลดขึ้นในแกนท่ีไม่ได้ถูกติดตามข้อมูลอยู่ก็เป็นได้ เช่น แรงที่ก่อให้เกิดการบิดงอ เซนเซอร์หลายแกนจึงนิยมใช้ในหลากหลายอุตสาหกรรม อาทิ อุตสาหกรรมอากาศยาน หุ่นยนต์ ยานยนต์
Digitization
เซนเซอร์วัดแรงที่ใช้เทคโนโลยีดิจิทัลเป็นอีกเทรนด์ที่ OEM ใช้เก็บและตรวจวัดข้อมูล เนื่องจากเป็นการเก็บข้อมูลดิจิทัลที่มีคุณภาพมากกว่า เซนเซอร์ดิจิทัลมักถูกใช้ใน Load Cell และ Torque Transducer รวมถึงตัวรับต่าง ๆ ที่เป็นดิจิทัลทำให้หมดปัญหาเรื่องการเดินสายเมื่อใช้ Load Cell จำนวนมาก เช่น การตรวจวัดแรงและโหลดสำหรับเครื่องบินเมื่อมีการติดตั้ง Load Cell นับร้อยเข้ากับลำตัวเครื่อง สามารถเปลี่ยนเป็นการใช้เซนเซอร์และการเดินสายเคเบิลที่น้อยลงได้
อีกหนึ่งเทคโนโลยีที่สนับสนุนเซนเซอร์วัดแรงได้อย่างดี คือ IoT หรือกลุ่มเทคโนโลยี 4.0 ซึ่งสามารถสนับสนุนด้วยการสร้างเครือข่ายสำหรับอุปกรณ์ เครื่องจักร และคอมพิวเตอร์เพื่อแบ่งปันข้อมูลต่าง ๆ เพื่อทำการตัดสินใจโดยอัตโนมัติ
การใช้เทคโนโลยีดิจิทัลเข้ามาสนับสนุนทำให้สามารถติดตามข้อมูลสินทรัพย์ส่วนต่าง ๆ จากภายนอกสถานที่ได้ผ่านเทคโนโลยี 4.0 และ IoT เปิดประตูสู่การวิเคราะห์ห่วงโซ่มูลค่าได้อย่างละเอียด ผู้ผลิต OEM สามารถเพิ่มศักยภาพการผลิตและลด Downtime ได้ เพิ่มความสามารถในการควบคุมการทดสอบและการพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพมากยิ่งขึ้น
เทคโนโลยีไร้สาย
ชุดข้อมูลจากเทคโนโลยีไร้สายนั้นมีการใช้งานเพิ่มมากขึ้นในการวัดแรงยุคปัจจุบัน เช่น อุตสาหกรรมอากาศยานที่ใช้เซนเซอร์ Load Cell ที่พร้อมใช้งาน Wi-Fi เพื่อวัดแรงดันลอดขณะที่อากาศยานกำลังปรับระดับ ในสถานการณืดังกล่าวหากมีการใช้งานเซนเซอร์ที่ต้องการสายจะทำให้เกิดความเสี่ยงและความล้มเหลวเกิดขึ้นได้
การแก้ปัญหาเหล่านี้จึงใช้งานการเชื่อมต่อ Bluetooth หรือ Wi-Fi กับ Load Cell และ Torque Transducer แทน ลดการใช้สายและทำให้สามารถติดตั้งในตำแหน่งที่ต้องการได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยสามารถติดตั้งเซนเซอร์จำนวนมากได้ในเครือข่ายีท่รองรับ IoT
ข้อดีอีกประการหนึ่งสำหรับเทคโนโลยีไร้สาย คือ วิศวกรทดสอบจะมีความยืดหยุ่นในการจัดการกับแรงและแรงบิดที่ทดสอบได้ดีขึ้น โดยสามารถจัดวางการทดสอบจากตำแหย่งใดก็ได้โดยสามารถดูข้อมูลได้แบ Real-time บนอุปกรณ์พกพา หรือจะส่งกลับไปยังห้องวิจัยหรือเครื่องมือในการผลิตอื่น ๆ ก็สามารถทำได้อย่างง่ายดาย
ยิ่งเล็กยิ่งแจ๋ว
เทรนด์ในการผลิตชิ้นส่วนนั้นเดินไปในทิศทางที่มีขนาดเล็กลงเรื่อย ๆ ซึ่งเกิดขึ้นกับในทุกอุตสาหกรรม จะเห็นได้จากโทรศัพท์เคลื่อนที่ ยานยนต์ และแม้แต่อากาศยาน ผู้บริโภคต้องการเทคโนโลยีที่สามารถพกพาได้เรียกได้ว่ายิ่งเล็กก็ยิ่งสะดวก ฮาร์ดแวร์ OEM ทั้งหลายเลยพยายามจะลดขนาด น้ำหนัก และพลังงาน (SWaP) ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง
ในการวัดแรง การลด SWaP การเพิ่มความสามารถและการขยายชุดข้อมูลสามารถเกิดขึ้นได้โดยการที่มีเซนเซอร์ขนดาเล็กลง ผู้ผลิต OEM นั้นต้องการทดสอบอย่างเรียบง่ายโดยใช้อุปกรณ์เพียงเล็กน้อยติดกับอุปกรณ์ที่ต้องการทดสอบและยิ่งสายต่าง ๆ น้อยเท่าไหร่ยิ่งดี
นวัตกรรมสำหรับเวนเซอร์วัดแรงที่เหมาะสมกับความต้องการในปัจจุบันต้องสอดคล้องไปกับภาควิศวกรรมที่เกิดการวิวัฒนาการอย่างต่อเนื่องรวมถึงภาคอุตสาหกรรมซึ่งเป็นภาคส่วนหลักที่มีการใช้งานจำนวนมาก ไม่ว่าจะเป็นเซนเซอร์หลายแกน Digitization การเชื่อมต่อไร้สาย คุณสมบัติเหล่าเป็นแนวโน้มความต้องการที่เกิดขึ้นจริงในปัจจุบันและแน่นอนว่าจะทวีความสำคัญมากขึ้นในอนาคตอันใกล้
ที่มา:
Machinedesign.com
Voltaire
