Koji se materijali koriste u senzoru pritiska napetosti?

Senzori pritiska napetosti su osnovni uređaji koji se koriste u širokom rasponu industrija, od automobilskog i zrakoplovnog do proizvodnje i robotike. Ti su senzori dizajnirani za mjerenje sile koja se vrši na objektu, bilo da je riječ o sili izvlačenja (napetost) ili pritisak). Kao dobavljač senzora pritiska napetosti često me pitaju o materijalima koji se koriste u tim senzorima. U ovom blogu razgovarat ću o zajedničkim materijalima koji se koriste u senzorima pritiska napetosti i njihovim nekretninama.

1. Strukturni materijali

Strukturni materijali osjetnika pritiska napetosti pružaju fizički okvir koji drži osjetljiv elemente i druge komponente na mjestu. Trebaju biti jaki, kruti i dimenzijski stabilni kako bi se osigurala tačna i pouzdana mjerenja.

Nehrđajući čelik

Nehrđajući čelik jedan je od najčešće korištenih materijala za kućište i strukturne komponente senzora pritiska napetosti. Nudi odličnu otpornost na koroziju, što je ključno u okruženjima u kojima senzor može biti izložen vlažnosti, hemikalijama ili drugim korozivnim tvarima. Nehrđajući čelik također ima visoku čvrstoću i dobra mehanička svojstva, omogućujući da izdrži visoke nivoe napetosti i pritiska bez deformiranja. Na primjer, u morskim aplikacijama, gdje su senzori izloženi slanom vodi, nehrđajući čelik osigurava dugotrajnu trajnost.

Aluminijum

Aluminij je još jedan popularni izbor za konstrukcijske dijelove. Lagan je, što je prednost u aplikacijama u kojima je težina zabrinutost, kao što je u zrakoplovnom ili prijenosnom opremu. Aluminij takođe ima dobru toplotnu provodljivost, koja pomaže u rasipanju topline generiranog tokom rada senzora. Međutim, nije kao korozija - otporan kao nehrđajući čelik, pa će možda trebati biti obložena ili anodizirana za upotrebu u oštrim okruženjima.

2. Osjećaj elemenata

Senzorni elementi su srce senzora pritiska napetosti, jer mehaničku silu pretvaraju u električni signal. Za različite vrste mehanizama se koriste različiti materijali.

Napojni mjerači

Mjerači za naprezanje su najčešći osjetljivi elementi u senzorima pritiska napetosti. Napravljeni su od tanke metalne folije ili žice, obično izrađene od legura poput Constantana (bakar - legura nikla) ​​ili karme (nikl - hrom - aluminijum - aluminijum - aluminijum - mangan legura). Ove legure imaju visok i stabilan mjerač faktora, što znači da pokazuju značajnu promjenu električnog otpora kada su podvrgnute naprezanju. Kada se sila primijeni na senzor, konstrukcijski dio deformira, a prometni mjerači priloženi i deformišu, uzrokujući promjenu njihovog otpora. Ova promjena otpornosti se zatim mjeri i pretvori u signal proporcionalan na primijenjenu silu.

Prednost upotrebe ovih legura je njihova linearnost i stabilnost u širokom rasponu temperatura. Oni mogu tačno mjeriti male velike snage s visokom preciznošću. Na primjer, u industrijskim vagama za vaganje, senzori zasnovani na mjeri - mjeri se pružaju tačna mjerenja težine.

Piezoelektrični materijali

Piezoelektrični materijali, poput kvarcnih ili određene keramike poput olovnog cirkonata Titanat (PZT), koriste se u nekim visokim senzorima pritiska na zatezanju performansi. Piezoelektrični materijali stvaraju električni naboj kada su izloženi mehaničkom stresu. Ova nekretnina čini ih pogodnim za mjerenje dinamičkih sila, kao što su u ispitivanju utjecaja ili vibracija. Piezoelektrični senzori mogu brzo odgovoriti na snagu na snazi, čineći ih idealnim za aplikacije u kojima su potrebna velika mjerenja brzine. Međutim, nisu pogodni za mjerenje statičkih sila duže vrijeme jer generirani naboj postepeno curi.

3. Električne komponente

Električne komponente senzora tlaka zatezacije uključuju žice, konektore i ploče. Ove komponente su odgovorne za prenošenje električnih signala iz osjetljivih elemenata na izlazne sučelje.

Bakar

Bakar je najčešće korišteni materijal za električno ožičenje u senzorima za napetost. Ima odličnu električnu provodljivost, što osigurava minimalan gubitak signala tokom prijenosa. Bakar je takođe relativno jeftin i jednostavan za rad, čineći ga praktičnim izborom za masu - proizvedene senzore. Međutim, može se s vremenom oksizati, što može uticati na njenu provodljivost. Da bi se spriječilo, bakrene žice često su prekrivene limenom ili drugim metalima.

Štampane pločice (PCB)

PCB su izrađeni od materijala podloge, obično fiberglasa - ojačana epoksidna smola (FR - 4). FR - 4 je dobar izolator koji sprečava električno smetnje između različitih komponenti na ploči. Provodni tragovi na PCB-u izrađeni su od bakra, koji povezuje različite električne komponente, poput mjerača naprezanja, ciklusa signala i izlaznih konektora.

4. Brtveni i izolacijski materijali

Zatvaranje i izolacijski materijali koriste se za zaštitu unutrašnjih komponenti senzora iz faktora okoliša kao što su prašina, vlaga i nečistoća.

Silikonska guma

Silikonska guma se obično koristi za brtvljenje kućišta senzora. Ima odličnu fleksibilnost, dobro prijanjanje na različite materijale i visoku otpornost na temperaturu i vremenske prilike. Silikonska guma može formirati uska brtva, sprečavajući ulazak vlage i prašine u senzor. Također može izdržati širok spektar temperature, od - 50 ° C do 200 ° C, što ga čini pogodnim za razne industrijske i ekološke primjene.

Epoksidna smola

Epoksidna smola koristi se za inkapsulirajuće i izolacijske osjetljive komponente, kao što su metrenje napora i elektroničkih krugova. Pruža mehaničku zaštitu i električnu izolaciju. Epoksidna smola ima dobru hemijsku otpornost i može se formulisati da ima različita svojstva, poput velike tvrdoće ili fleksibilnosti, ovisno o zahtjevima za aplikacije.

Različite vrste senzora pritiska napetosti i njihova materijalna razmatranja

Postoji nekoliko vrsta senzora pritiska napetosti, svaki sa vlastitim specifičnim materijalnim zahtjevima.

Senzor pritiska vijaka

Senzori pritiska za zatezanje vijaka dizajnirani su za postavljanje vijaka. Strukturni dijelovi trebaju biti izrađeni od materijala koji mogu izdržati sile zatezanja tokom instalacije. Nehrđajući čelik često je dobar izbor za tijelo senzora, dok se mjere za naprezanje Constantana ili Karme koriste se za precizno mjerenje sile.

Tip S Senzor pritiska pritiska

Senzori tipa S karakterizirani su njihovim dizajnom u obliku slova S - koji pruža visoku osjetljivost na tenzije snage. Struktura S - u obliku je obično izrađena od aluminija ili nehrđajućeg čelika za njegovu snagu i fleksibilnost. Senzontni elementi, opet, obično su procijeni mjerači za pouzdanu silu - za konverziju signala.

Senzor za napetost jednog remenica

Jedan remenica senzori za napetost koriste se za mjerenje napetosti u kablu ili pojasu koji prelaze preko remenice. Remenica je često izrađena od tvrdog - nosivog materijala kao što je očvrsnute čelične ili visoke - plastike čvrstoće. Tijelo senzora može se izraditi od aluminija za njegovu laganu imovinu, a mjerači za naprezanje koriste za mjerenje sila zatezanja.

Zaključak

Materijali koji se koriste u napetosti tlačni senzor igraju ključnu ulogu u njegovim performansama, izdržljivosti i pogodnosti za različite aplikacije. Iz strukturalnih materijala koji pružaju podršku osjetljivim elementima koji otkrivaju sile, svaki materijal je pažljivo odabran na osnovu njegovih svojstava. Kao dobavljač senzora pritiska napetosti, razumijemo važnost korištenja visokog kvaliteta materijala za osiguranje pouzdanih i preciznih senzora.

Ako vam trebaju napetosti senzori pritiska za vašu konkretnu aplikaciju, bilo da se radi u industrijskoj automatizaciji, testiranju automobila ili bilo koje drugo polje, tu smo da pomognemo. Možemo vam pružiti senzore napravljene od najprikladnijih materijala za ispunjavanje vaših zahtjeva. Kontaktirajte nas da započnemo diskusiju o vašim potrebama za nabavkom i pronađemo savršeni senzor pritiska na zatezanju za svoj projekt.

Reference

1. "Priručnik za mjerenje sile", uredio Peter H. Sydenham, John Wiley & Sons.
2. "Nauka o materijalima i inženjering: uvod", od William D. Callister Jr. i David G. Rethwisch.
3. Tehnički listovi podataka različitih proizvođača senzora za napetost.