Bir kuvvet sensörü, kendisine uygulanan kuvvet miktarını tespit edip ölçerek çalışır. Farklı tiplerde kuvvet sensörleri vardır, ancak bunlar genellikle gerinim ölçer, piezoelektriklik, kapasitif algılama veya optik algılama prensiplerine göre çalışırlar. Örneğin, gerinim ölçer kuvvet sensörleri, gerinim ölçerlerin takılı olduğu esnek malzeme kullanır. Kuvvet uygulandığında malzeme deforme olur ve gerinim ölçerlerin direnci değiştirmesine neden olur. Bu değişiklik ölçülür ve uygulanan kuvvetle orantılı bir elektrik sinyaline dönüştürülür. Piezoelektrik kuvvet sensörleri, mekanik strese maruz kaldıklarında elektrik yükleri üretirken, kapasitif kuvvet sensörleri, uygulanan kuvvet nedeniyle kapasitanstaki değişiklikleri ölçer. Optik kuvvet sensörleri, kuvvetin neden olduğu sapmaları tespit etmek için ışığın yansımasını veya iletimini kullanır. Her tip kuvvet sensörünün kendine has avantajları vardır ve özel uygulama gereksinimlerine göre seçilir.
Elektronik kuvvet sensörü, diğer birçok kuvvet sensörü gibi, mekanik kuvveti elektrik sinyaline dönüştürerek çalışır. Bu sensörler genellikle kuvveti doğru bir şekilde tespit etmek ve ölçmek için elektronik devrelere yerleştirilmiş gerinim ölçerler veya piezoelektrik elemanlar kullanır. Örneğin gerinim ölçer tabanlı elektronik kuvvet sensörlerinde, sensör uygulanan kuvvet nedeniyle mekanik deformasyona uğradığında gerinim ölçerler direnci değiştirir. Dirençteki bu değişiklik daha sonra elektronik cihazlar tarafından güçlendirilebilen, işlenebilen ve görüntülenebilen veya kaydedilebilen bir elektrik sinyaline dönüştürülür. Elektronik kuvvet sensörleri, hassas kuvvet ölçümü ve kontrolünün gerekli olduğu endüstriyel uygulamalarda, robotikte, biyomekanikte ve araştırma laboratuvarlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Basınç sensörü ile kuvvet sensörü arasındaki temel fark, her sensörün ölçtüğü şeydir. Bir basınç sensörü, tipik olarak borulardaki, tanklardaki veya çevre koşullarındaki akışkan basıncını belirlemek için bir akışkan veya gazın algılama elemanına uyguladığı basıncı algılar ve ölçer. Bir yüzeye eşit olarak uygulanan birim alan başına kuvveti ölçmek için tasarlanmıştır. Buna karşılık bir kuvvet sensörü, kuvvetin dağıtıldığı alandan bağımsız olarak kendisine uygulanan kuvveti ölçer. Kuvvet sensörleri, belirli bir noktaya veya yüzeye uygulanan sıkıştırma veya çekme kuvvetleri gibi doğrudan kuvvet etkileşimlerini ölçmek için kullanılır. Her iki sensör de mekanik etkileşimler hakkında değerli bilgiler sağlasa da, farklı fiziksel büyüklükleri ölçmek için tasarlanmışlardır ve özel uygulama gereksinimlerine göre seçilirler.
Kuvvet sensörlerinin doğruluğu, sensör tipine, tasarımına ve kalibrasyon işlemine bağlı olarak değişiklik gösterebilir. Uygun şekilde kalibre edilmiş ve bakımı yapılmış yüksek kaliteli kuvvet sensörleri, büyük ölçekli kuvvet ölçümünde yüzde birin kesirlerinden yüzde birkaçına kadar değişen doğruluk değerleri elde edebilir. Bir kuvvet sensörünün doğruluğu, çevresel koşullar (sıcaklık, nem), sensör malzemelerinin mekanik özellikleri, elektronik bileşenlerin stabilitesi ve sinyal işleme ve kalibrasyon yöntemlerinin doğruluğu gibi faktörlerden etkilenir. Üreticiler, belirli koşullar altında sensörün doğruluğunu belirtmek için doğrusal olmama, histerezis, tekrarlanabilirlik ve hassasiyet gibi özellikler sağlar. Kalibrasyon prosedürleri, kuvvet sensörlerinin zaman içinde güvenilir ve tutarlı ölçümler sağlamasını sağlar.
Çeşitli uygulamalarda kuvveti tespit etmek için her biri özel ihtiyaçlara ve çalışma prensiplerine göre uyarlanmış çeşitli sensör türleri kullanılır. Gerinim ölçer sensörleri, kuvvetin neden olduğu gerilime yanıt olarak en yaygın direnç değişiklikleri arasındadır. Piezoelektrik sensörler, piezoelektrik etki nedeniyle mekanik stresi elektrik sinyallerine dönüştürür. Kapasitif sensörler, kuvvet kapasitör plakaları arasındaki mesafeyi değiştirdiğinde kapasitanstaki değişiklikleri ölçer. Optik sensörler, mekanik deformasyonun neden olduğu ışık iletimindeki veya yansımadaki değişiklikler yoluyla kuvveti algılar. Ek olarak yük hücreleri, endüstriyel teraziler veya otomotiv test ekipmanları gibi belirli uygulamalardaki kuvvetleri ölçmek için tasarlanmış özel kuvvet sensörleridir. Her sensör tipi, farklı kuvvet ölçüm görevleri için hassasiyet, doğruluk ve uygunluk gibi benzersiz avantajlar sunar.