Какви материали се използват в сензор за налягане на напрежението?

Сензорите за налягане на напрежението са основни устройства, използвани в широк спектър от индустрии, от автомобилни и аерокосмически до производството и роботиката. Тези сензори са проектирани да измерват силата, упражнена върху обект, независимо дали става въпрос за дърпаща сила (напрежение) или сила на натискане (налягане). Като доставчик на сензори за налягане на напрежение, често ме питат за материалите, използвани в тези сензори. В тази публикация в блога ще обсъдя общите материали, използвани в сензорите за налягане на напрежението и техните свойства.

1. Структурни материали

Структурните материали на сензора за налягане на напрежението осигуряват физическата рамка, която съдържа сензорните елементи и други компоненти на място. Те трябва да бъдат силни, твърди и размери стабилни, за да осигурят точни и надеждни измервания.

Неръждаема стомана

Неръждаемата стомана е един от най -често използваните материали за корпуса и структурните компоненти на сензорите за налягане на напрежението. Той предлага отлична устойчивост на корозия, което е от решаващо значение в среда, в която сензорът може да бъде изложен на влага, химикали или други корозивни вещества. Неръждаемата стомана също има висока якост и добри механични свойства, което й позволява да издържа на високи нива на напрежение и налягане, без да се деформира. Например, в морските приложения, където сензорите са изложени на солена вода, неръждаемата стомана осигурява дългосрочна издръжливост.

Алуминий

Алуминият е друг популярен избор за структурни части. Той е лек, което е предимство в приложенията, при които теглото е проблем, например в аерокосмическото или преносимото оборудване. Алуминият също има добра топлопроводимост, която помага за разсейване на топлина, генерирана по време на работата на сензора. Това обаче не е толкова корозия - устойчива като неръждаема стомана, така че може да се наложи да бъде покрита или анодирана за използване в тежки среди.

2. Сензорни елементи

Сензорните елементи са сърцето на сензор за налягане на напрежението, тъй като те преобразуват механичната сила в електрически сигнал. Използват се различни материали за различни видове сензорни механизми.

Напрежение на габарити

Напрежението са най -често срещаните сензорни елементи в сензорите за налягане на напрежението. Те са изработени от тънко метално фолио или тел, обикновено изработени от сплави като Константин (медна - никелова сплав) или карма (никел - хром - алуминий - манганна сплав). Тези сплави имат висок и стабилен габарит, което означава, че показват значителна промяна в електрическото съпротивление, когато са подложени на щам. Когато силата се прилага към сензора, структурната част се деформира и прикрепените към него тензодатчици, прикрепени към него, също се деформират, причинявайки промяна в тяхната устойчивост. След това тази промяна в съпротивлението се измерва и преобразува в сигнал, пропорционален на приложената сила.

Предимството на използването на тези сплави е тяхната линейност и стабилност в широк диапазон от температури. Те могат точно да измерват малки до големи сили с висока точност. Например, в индустриални скали за претегляне сензорите, базирани на габарити, осигуряват точни измервания на теглото.

Пиезоелектрически материали

Пиезоелектрическите материали, като кварц или определена керамика като оловен цирконат титанат (PZT), се използват в някои сензори за напрежение с висока производителност. Пиезоелектрическите материали генерират електрически заряд, когато са подложени на механично напрежение. Това свойство ги прави подходящи за измерване на динамичните сили, като например при тестване на въздействието или мониторинг на вибрациите. Пиезоелектрическите сензори могат да реагират много бързо на промените в силата, което ги прави идеални за приложения, където се изискват измервания с висока скорост. Те обаче не са подходящи за измерване на статичните сили за дълги периоди, тъй като генерираният заряд постепенно изтича.

3. Електрически компоненти

Електрическите компоненти на сензора за налягане на напрежението включват проводници, конектори и платки. Тези компоненти са отговорни за предаването на електрическите сигнали от сензорните елементи към изходния интерфейс.

Мед

Медта е най -използваният материал за електрическо окабеляване при сензори за налягане на напрежението. Той има отлична електрическа проводимост, която осигурява минимална загуба на сигнал по време на предаването. Медта също е сравнително евтина и лесна за работа, което го прави практически избор за масови сензори. Въпреки това, той може да се окислява с течение на времето, което може да повлияе на неговата проводимост. За да се предотврати това, медните проводници често се покриват с калай или други метали.

Отпечатани платки (PCB)

PCB са изработени от субстратния материал, обикновено подсилена от фибростъкло епоксидна смола (FR - 4). Fr - 4 е добър изолатор, който предотвратява електрическите смущения между различните компоненти на дъската. Проводимите следи на PCB са изработени от мед, която свързва различните електрически компоненти, като например габаритите, вериги за кондициониране на сигнала и изходни съединители.

4. Уплътняване и изолационни материали

Уплътняващите и изолационните материали се използват за защита на вътрешните компоненти на сензора от фактори на околната среда като прах, влага и замърсители.

Силиконова каучук

Силиконовата каучук обикновено се използва за запечатване на корпуса на сензора. Той има отлична гъвкавост, добра адхезия към различни материали и висока устойчивост на температура и атмосферни влияния. Силиконовата каучук може да образува плътно уплътнение, предотвратявайки навлизането на влага и прах в сензора. Той може също да издържи широк диапазон от температури, от - 50 ° C до 200 ° C, което го прави подходящ за различни промишлени и екологични приложения.

Епоксидна смола

Епоксидната смола се използва за капсулиране и изолиране на чувствителни компоненти, като габарити и електронни вериги. Той осигурява механична защита и електрическа изолация. Епоксидната смола има добра химическа устойчивост и може да бъде формулирана така, че да има различни свойства, като висока твърдост или гъвкавост, в зависимост от изискванията на приложението.

Различни видове сензори за налягане на напрежението и техните материални съображения

Има няколко типа сензори за налягане на напрежението, всеки със собствени специфични материални изисквания.

Сензор за налягане на винтовото напрежение

Сензорите за налягане на винтовото напрежение са проектирани да бъдат инсталирани с винтове. Структурните части трябва да бъдат направени от материали, които могат да издържат на силите за затягане по време на монтажа. Неръждаемата стомана често е добър избор за тялото на сензора, докато габаритите на щам, изработени от Константин или Карма, се използват за точно измерване на силата.

Тип сензор за налягане на напрежението

Сензорите от тип S се характеризират с техния S - оформен дизайн, който осигурява висока чувствителност към силите на напрежение. Структурата с оформена S - обикновено е изработена от алуминий или неръждаема стомана за неговата здравина и гъвкавост. Сензорните елементи, отново, обикновено са напрежение за надеждна сила - към - преобразуване на сигнала.

Сензор за напрежение на еднократна ролка

За измерване на напрежението в кабел или колан, минавайки над ролка, се използват сензори за напрежение на ролка. Шолата често е направена от твърд - носещ материал, като втвърдена стомана или пластмаса с висока якост. Тялото на сензора може да бъде направено от алуминий за неговото леко тегло, а тензодатките на напрежение се използват за измерване на силите на напрежение.

Заключение

Материалите, използвани в сензора за налягане на напрежението, играят решаваща роля за неговата производителност, издръжливост и годност за различни приложения. От структурните материали, които осигуряват подкрепа на сензорните елементи, които откриват силите, всеки материал е внимателно подбран въз основа на неговите свойства. Като доставчик на сензори за налягане на напрежение, ние разбираме важността на използването на висококачествени материали, за да се гарантира надеждни и точни сензори.

Ако се нуждаете от сензори за налягане на напрежението за вашето конкретно приложение, независимо дали е в индустриална автоматизация, автомобилни тестове или друга област, ние сме тук, за да помогнем. Можем да ви предоставим сензори, изработени от най -подходящите материали, за да отговорите на вашите изисквания. Свържете се с нас, за да започнете дискусия за вашите нужди от обществени поръчки и да намерите перфектния сензор за налягане на напрежението за вашия проект.

ЛИТЕРАТУРА

1. „Наръчник за измерване на силите“, редактиран от Питър Х. Сиденъм, Джон Уайли и синове.
2. „Материално наука и инженерство: Въведение“, от Уилям Д. Калистър -младши и Дейвид Г. Ретвиш.
3. Технически таблици с различни производители на сензори за налягане на напрежението.