カンチレバー ビーム センサーは、一端が固定され、もう一端が自由になった梁のような構造に基づいています。{0}}自由端や梁に外力が加わると、片持ち梁は曲がり変形します。センサーはこの微小な変形やそれに伴う関連する物理量の変化を検出し、測定可能な電気信号に変換して測定量を検知します。その操作には通常、測定量の適用、ビーム変形、物理量変換、および信号変換という 4 つの基本ステップが含まれます。
物理量変換の方法に応じて、一般的に使用されるセンシング/検出原理には、ピエゾ抵抗、圧電、光学、容量、および共振が含まれます。ピエゾ抵抗センサーは、片持ち梁の根元にひずみゲージを統合または取り付けます。梁が曲がると抵抗が変化し、この変化はホイートストンブリッジ回路を介して電圧出力に変換されます。圧電センサーは、力が加わると電荷または電圧を生成する圧電材料を使用します。光学センサーは、ビーム偏向、光学干渉法、またはファイバー ブラッグ グレーティングを使用して変形を検出します。静電容量センサーは、ビームの変形によるプレート間の間隔の変化によって引き起こされる静電容量の変化を検出します。共振センサーは、片持ち梁の共振周波数のシフトを検出します。