Milyen anyagokat használnak a feszültségnyomás -érzékelőben?
Hagyjon üzenetet
A feszültségnyomás -érzékelők az iparágak széles skálájában használt alapvető eszközök, az autóipari és a repülőgépipartól a gyártásig és a robotikáig. Ezeket az érzékelőket úgy tervezték, hogy megmérjék az objektumra gyakorolt erőt, legyen az húzóerő (feszültség) vagy egy tolóerő (nyomás). A feszültségnyomás -érzékelők szállítójaként gyakran kérdeznek tőlem az ezekben az érzékelőkben használt anyagokról. Ebben a blogbejegyzésben megvitatom a feszültségnyomás -érzékelőkben és azok tulajdonságaiban használt általános anyagokat.
1. Strukturális anyagok
A feszültségnyomás -érzékelő szerkezeti anyagai biztosítják azt a fizikai keretet, amely az érzékelő elemeket és más alkatrészeket a helyén tartja. Erősnek, merevnek és dimenziósan stabilnak kell lenniük a pontos és megbízható mérések biztosítása érdekében.
Rozsdamentes acél
A rozsdamentes acél az egyik leggyakrabban használt anyag a feszültségnyomás -érzékelők házához és szerkezeti alkatrészeihez. Kiváló korrózióállóságot kínál, amely döntő jelentőségű a környezetben, ahol az érzékelő nedvességnek, vegyi anyagoknak vagy más korrozív anyagoknak lehet kitéve. A rozsdamentes acél szintén nagy szilárdságú és jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, lehetővé téve, hogy ellenálljon a magas feszültségnek és a nyomásnak a deformáció nélkül. Például a tengeri alkalmazásokban, ahol az érzékelők sósvíznek vannak kitéve, a rozsdamentes acél hosszú távú tartósságot biztosít.
Alumínium
Az alumínium egy másik népszerű választás a szerkezeti részek számára. Könnyű, ami előnyt jelent az alkalmazásokban, ahol a súly aggodalomra ad okot, például az űrben vagy a hordozható berendezésben. Az alumíniumnak jó hővezető képessége is van, ami elősegíti az érzékelő működése során előállított hő eloszlását. Ugyanakkor nem olyan korrózió - ellenálló, mint a rozsdamentes acél, ezért lehet, hogy bevonni vagy eloxálódni kell durva környezetben történő felhasználásra.
2. Érzékelő elemek
Az érzékelő elemek a feszültségnyomás -érzékelő szíve, mivel a mechanikai erőt elektromos jelzé alakítják. Különböző anyagokat használnak különféle érzékelési mechanizmusokhoz.
Feszültségmérők
A feszültségnyomás -érzékelőknél a feszültségmérők a leggyakoribb érzékelők. Vékony fém fóliából vagy huzalból készülnek, általában ötvözetekből, például Constantanból (réz - nikkel -ötvözet) vagy karmából (nikkel - króm - alumínium - mangánötvözet). Ezeknek az ötvözeteknek magas és stabil mérési tényezője van, ami azt jelenti, hogy jelentősen megváltoznak az elektromos ellenállásban, ha feszültségnek vannak kitéve. Ha erőt alkalmaznak az érzékelőre, a szerkezeti rész deformálódik, és a hozzá rögzített feszültségmérők is deformálódnak, és az ellenállásuk változást okoznak. Az ellenállás ezt a változást ezután megmérik és az alkalmazott erővel arányos jelké alakítják.
Ezen ötvözetek használatának előnye a linearitás és a stabilitás a hőmérséklet széles tartományában. Pontosan mérhetik a nagy pontosságú kis és nagy erőket. Például az ipari mérlegekben a feszültség -mérőalapú érzékelők pontos súlyméréseket biztosítanak.
Piezoelektromos anyagok
A piezoelektromos anyagokat, például a kvarcot vagy bizonyos kerámiákat, például ólom -cirkonát -titanátot (PZT) használják néhány nagy teljesítményű feszültségnyomás -érzékelőben. A piezoelektromos anyagok elektromos töltést generálnak, ha mechanikai feszültségnek vannak kitéve. Ez a tulajdonság alkalmassá teszi őket a dinamikus erők mérésére, például az ütközésvizsgálat vagy a rezgésfigyelés során. A piezoelektromos érzékelők nagyon gyorsan reagálhatnak a hatályváltozásokra, így ideálisak azokhoz az alkalmazásokhoz, ahol nagy sebességű mérések szükségesek. Ugyanakkor nem alkalmasak hosszú ideig statikus erők mérésére, mivel a generált töltés fokozatosan szivárog.
3. Elektromos alkatrészek
A feszültségnyomás -érzékelő elektromos alkatrészei közé tartoznak a vezetékek, csatlakozók és áramköri táblák. Ezek az alkatrészek felelősek az elektromos jelek átviteléért az érzékelő elemekről a kimeneti felületre.
Réz
A réz a legszélesebb körben használt anyag az elektromos vezetékekhez a feszültségnyomás -érzékelőkben. Kiváló elektromos vezetőképességgel rendelkezik, ami biztosítja a minimális jelveszteséget az átvitel során. A réz szintén viszonylag olcsó és könnyen kezelhető, így gyakorlati választás a tömeg -előállított érzékelők számára. Az idő múlásával azonban oxidálódhat, ami befolyásolhatja vezetőképességét. Ennek elkerülése érdekében a rézhuzalokat gyakran ón vagy más fémekkel borítják.
Nyomtatott áramköri táblák (PCB)
A PCB -k szubsztrát anyagból készülnek, általában üvegszálas, megerősített epoxi -gyantából (FR - 4). Az FR -4 egy jó szigetelő, amely megakadályozza az elektromos interferenciát a táblán lévő különböző alkatrészek között. A PCB vezetőképes nyomai rézből készülnek, amely összeköti a különféle elektromos alkatrészeket, például a feszültségmérőket, a jelkondicionáló áramköröket és a kimeneti csatlakozókat.
4. Az anyagok tömítése és szigetelő anyagok
A tömítést és a szigetelő anyagokat az érzékelő belső alkotóelemeinek védelmére használják a környezeti tényezőktől, például a por, a nedvesség és a szennyező anyagoktól.
Szilikon gumi
A szilikon gumit általában használják az érzékelő házának lezárására. Kiváló rugalmassággal, jó tapadással rendelkezik a különböző anyagokhoz, és nagy a hőmérsékleten és az időjárási viszonyokhoz. A szilikon gumi szűk tömítést képezhet, megakadályozva a nedvesség és a por behatolását az érzékelőbe. Ez is ellenáll a hőmérsékletek széles skálájának, 50 ° C -tól 200 ° C -ig, így alkalmassá teszi a különféle ipari és környezeti alkalmazásokra.
Epoxi gyanta
Az epoxi gyantát érzékeny komponensek, például törzsmérők és elektronikus áramkörök beágyazására és szigetelésére használják. Mechanikai védelmet és elektromos szigetelést biztosít. Az epoxi gyantának jó kémiai ellenállása van, és úgy lehet megfogalmazni, hogy eltérő tulajdonságokkal rendelkezzen, például nagy keménységgel vagy rugalmassággal, az alkalmazási követelményektől függően.
Különböző típusú feszültségnyomás -érzékelők és anyagi megfontolásaik
Számos típusú feszültségnyomás -érzékelő létezik, mindegyiknek megvan a sajátos anyagi követelménye.
Csavar feszültségnyomás -érzékelő
A csavaros feszültségnyomás -érzékelőket csavarokkal kell felszerelni. A szerkezeti részeket olyan anyagokból kell készíteni, amelyek képesek ellenállni a meghúzási erőknek a telepítés során. A rozsdamentes acél gyakran jó választás az érzékelő testének, míg a Constantanból vagy Karmából készült törzsmérők a pontos erőméréshez használják.
S típusú feszültségnyomás -érzékelő
Az S típusú érzékelőket S -alakú kialakításuk jellemzi, amely nagy érzékenységet biztosít a feszítőerőkkel szemben. Az S -alakú szerkezet általában alumíniumból vagy rozsdamentes acélból készül, szilárdsága és rugalmassága érdekében. Az érzékelő elemek ismét általában feszültségmérők a megbízható erő - a jel átalakításához.
Egyszárú feszültségérzékelő
Az egysziget -feszültségérzékelőket a kábel vagy az öv feszültségének mérésére használják. A szíjtárcsa gyakran kemény anyagból készül, például edzett acélból vagy nagy szilárdságú műanyagból. Az érzékelőtest alumíniumból készíthető könnyű tulajdonságához, és a feszítő erők mérésére használják a feszültségmérőket.
Következtetés
A feszültségnyomás -érzékelőben felhasznált anyagok döntő szerepet játszanak teljesítményében, tartósságában és alkalmasságában a különböző alkalmazásokhoz. A szerkezeti anyagokból, amelyek támogatják az erőket észlelő érzékelő elemek számára, az egyes anyagokat a tulajdonságai alapján gondosan választják ki. A feszültségnyomás -érzékelők szállítójaként megértjük a magas színvonalú anyagok használatának fontosságát a megbízható és pontos érzékelők biztosítása érdekében.
Ha feszültségnyomás -érzékelőkre van szüksége az Ön alkalmazásához, akár az ipari automatizálásban, az autóipari tesztelésben vagy más mezőben, akkor itt vagyunk, hogy segítsünk. Biztosíthatunk Önnek érzékelőket a legmegfelelőbb anyagokból, hogy megfeleljen az Ön igényeinek. Vegye fel velünk a kapcsolatot, hogy megbeszélést kezdjen a beszerzési igényekről, és keresse meg a tökéletes feszültségnyomás -érzékelőt a projekthez.
Referenciák
- "Erőmérési kézikönyv", szerkesztette Peter H. Sydenham, John Wiley & Sons.
- "Anyagtudomány és mérnöki munka: Bevezetés", Jr. William D. Callister és David G. Rethwisch.
- A különféle feszültségnyomás -érzékelő gyártóinak műszaki adatlapjai.
