Ce materiale sunt utilizate într -un senzor de presiune de tensiune?

Senzorii de presiune de tensiune sunt dispozitive esențiale utilizate într -o gamă largă de industrii, de la automobile și aerospațiale până la fabricație și robotică. Acești senzori sunt conceputi pentru a măsura forța exercitată asupra unui obiect, fie că este vorba de o forță de tragere (tensiune) sau o forță de apăsare (presiune). În calitate de furnizor de senzori de presiune de tensiune, sunt adesea întrebat despre materialele utilizate în acești senzori. În această postare pe blog, voi discuta despre materialele comune utilizate în senzorii de presiune de tensiune și proprietățile acestora.

1. Materiale structurale

Materialele structurale ale unui senzor de presiune de tensiune asigură cadrul fizic care ține elementele de detectare și alte componente. Acestea trebuie să fie puternice, rigide și stabile dimensional pentru a asigura măsurători precise și fiabile.

Oţel inoxidabil

Oțelul inoxidabil este unul dintre cele mai utilizate materiale pentru carcasa și componentele structurale ale senzorilor de presiune de tensiune. Oferă o rezistență excelentă la coroziune, ceea ce este crucial în mediile în care senzorul poate fi expus la umiditate, substanțe chimice sau alte substanțe corozive. Oțelul inoxidabil are, de asemenea, o rezistență ridicată și proprietăți mecanice bune, permițându -i să reziste la niveluri ridicate de tensiune și presiune, fără a se deforma. De exemplu, în aplicațiile marine, în care senzorii sunt expuși la apă sărată, oțelul inoxidabil asigură o durabilitate pe termen lung.

Aluminiu

Aluminiul este o altă alegere populară pentru părțile structurale. Este ușor, ceea ce este un avantaj în aplicațiile în care greutatea este o preocupare, cum ar fi în echipamentele aerospațiale sau portabile. Aluminiul are, de asemenea, o conductivitate termică bună, care ajută la disiparea căldurii generate în timpul funcționării senzorului. Cu toate acestea, nu este la fel de rezistent la coroziune ca oțelul inoxidabil, așa că este posibil să fie necesar să fie acoperit sau anodizat pentru utilizare în medii dure.

2. Elemente de detectare

Elementele de detectare sunt inima unui senzor de presiune de tensiune, deoarece transformă forța mecanică într -un semnal electric. Sunt utilizate diferite materiale pentru diferite tipuri de mecanisme de detectare.

Calibrele de tulpină

Cele mai frecvente elemente de detectare a senzorilor de presiune de tensiune. Sunt confecționate dintr -o folie sau sârmă metalică subțire, de obicei din aliaje precum Constantan (un aliaj de cupru - nichel) sau karma (un nichel - crom - aluminiu - aliaj de mangan). Aceste aliaje au un factor de ecartament ridicat și stabil, ceea ce înseamnă că prezintă o schimbare semnificativă a rezistenței electrice atunci când sunt supuse tulpinii. Atunci când o forță este aplicată senzorului, partea structurală se deformează, iar indicatoarele de tulpină atașate de ea se deformează, determinând o schimbare a rezistenței lor. Această modificare a rezistenței este apoi măsurată și transformată într -un semnal proporțional cu forța aplicată.

Avantajul utilizării acestor aliaje este liniaritatea și stabilitatea lor pe o gamă largă de temperaturi. Acestea pot măsura cu exactitate forțele mici până la mari, cu o precizie ridicată. De exemplu, la scară de cântărire industrială, senzorii pe bază de eforturi asigură măsurători precise de greutate.

Materiale piezoelectrice

Materialele piezoelectrice, cum ar fi cuarțul sau anumite ceramice, cum ar fi titanatul de zirconat de plumb (PZT), sunt utilizate în unii senzori de presiune de tensiune de înaltă performanță. Materialele piezoelectrice generează o sarcină electrică atunci când sunt supuse stresului mecanic. Această proprietate le face potrivite pentru măsurarea forțelor dinamice, cum ar fi în testarea impactului sau monitorizarea vibrațiilor. Senzorii piezoelectrici pot răspunde foarte repede la schimbările de forță, ceea ce le face ideale pentru aplicații în care sunt necesare măsurători de mare viteză. Cu toate acestea, acestea nu sunt potrivite pentru măsurarea forțelor statice pentru perioade lungi, deoarece taxa generată se scurge treptat.

3. Componente electrice

Componentele electrice ale unui senzor de presiune de tensiune includ fire, conectori și plăci de circuit. Aceste componente sunt responsabile de transmiterea semnalelor electrice de la elementele de detectare la interfața de ieșire.

Cupru

Cuprul este cel mai utilizat material pentru cablarea electrică în senzorii de presiune de tensiune. Are o conductivitate electrică excelentă, care asigură pierderea minimă a semnalului în timpul transmisiei. Cuprul este, de asemenea, relativ ieftin și ușor de lucrat, ceea ce îl face o alegere practică pentru senzorii produse în masă. Cu toate acestea, se poate oxida în timp, ceea ce poate afecta conductivitatea acestuia. Pentru a preveni acest lucru, firele de cupru sunt adesea acoperite cu staniu sau alte metale.

Plăci de circuite imprimate (PCB -uri)

PCB -urile sunt confecționate dintr -un material de substrat, de obicei rășină epoxidică armată din fibră de sticlă (FR - 4). FR - 4 este un izolator bun, care împiedică interferența electrică între diferite componente de pe placă. Urmele conductoare pe PCB sunt realizate din cupru, care conectează diferitele componente electrice, cum ar fi indicatoarele de tulpină, circuitele de condiționare a semnalului și conectorii de ieșire.

4. Materiale de etanșare și izolare

Materialele de etanșare și izolare sunt utilizate pentru a proteja componentele interne ale senzorului de factori de mediu, cum ar fi praful, umiditatea și contaminanții.

Cauciuc de silicon

Cauciucul din silicon este utilizat în mod obișnuit pentru sigilarea carcasei senzorului. Are o flexibilitate excelentă, o aderență bună la diferite materiale și o rezistență ridicată la temperatură și intemperii. Cauciucul din silicon poate forma o etanșare strânsă, împiedicând intrarea de umiditate și praf în senzor. De asemenea, poate rezista la o gamă largă de temperaturi, de la - 50 ° C la 200 ° C, ceea ce o face potrivită pentru diverse aplicații industriale și de mediu.

Rășină epoxidică

Rășina epoxidică este utilizată pentru încapsularea și izolarea componentelor sensibile, cum ar fi calibrele de tulpini și circuitele electronice. Oferă protecție mecanică și izolare electrică. Rășina epoxidică are o rezistență chimică bună și poate fi formulată pentru a avea proprietăți diferite, cum ar fi o duritate ridicată sau flexibilitate, în funcție de cerințele aplicației.

Diferite tipuri de senzori de presiune de tensiune și considerente materiale ale acestora

Există mai multe tipuri de senzori de presiune de tensiune, fiecare având propriile cerințe materiale specifice.

Senzor de presiune de tensiune cu șuruburi

Senzorii de presiune de tensiune cu șuruburi sunt proiectați pentru a fi instalați folosind șuruburi. Piesele structurale trebuie să fie realizate din materiale care pot rezista forțelor de strângere în timpul instalării. Oțelul inoxidabil este adesea o alegere bună pentru corpul senzorului, în timp ce calibrele de tulpină din Constantan sau karma sunt utilizate pentru măsurarea exactă a forței.

Senzor de presiune de tensiune de tip S

Senzorii de tip S sunt caracterizați prin designul lor în formă de S, care oferă o sensibilitate ridicată la forțele de tensiune. Structura în formă S este de obicei fabricată din aluminiu sau oțel inoxidabil pentru rezistența și flexibilitatea sa. Elementele de detectare, din nou, sunt de obicei calibre de tulpini pentru conversia fiabilă de forță - la - semnal.

Senzor de tensiune cu un singur scripetă

Senzorii de tensiune cu un singur scripete sunt folosiți pentru a măsura tensiunea într -un cablu sau curea care trece peste un scripete. Scripeta este adesea confecționată dintr -un material pur și simplu, cum ar fi oțel întărit sau plastic de înaltă rezistență. Corpul senzorului poate fi făcut din aluminiu pentru proprietatea sa ușoară, iar calibrele de tulpini sunt utilizate pentru a măsura forțele de tensiune.

Concluzie

Materialele utilizate într -un senzor de presiune de tensiune joacă un rol crucial în performanța, durabilitatea și adecvarea sa pentru diferite aplicații. Din materialele structurale care oferă suport pentru elementele de detectare care detectează forțele, fiecare material este selectat cu atenție pe baza proprietăților sale. În calitate de furnizor de senzori de presiune de tensiune, înțelegem importanța utilizării materialelor de înaltă calitate pentru a asigura senzori fiabili și precise.

Dacă aveți nevoie de senzori de presiune de tensiune pentru aplicația dvs. specifică, fie că este vorba de automatizare industrială, de testare auto sau de orice alt câmp, suntem aici pentru a vă ajuta. Vă putem oferi senzori din cele mai potrivite materiale pentru a vă îndeplini cerințele. Contactați -ne pentru a începe o discuție despre nevoile dvs. de achiziții și pentru a găsi senzorul de presiune de tensiune perfect pentru proiectul dvs.

Referințe

1. „Manual de măsurare a forței”, editat de Peter H. Sydenham, John Wiley & Sons.
2. „Știința materialelor și inginerie: o introducere”, de William D. Callister Jr. și David G. Rethwisch.
3. Fisa de date tehnice ale diverșilor producători de senzori de presiune de tensiune.