장력 압력 센서에 어떤 재료가 사용됩니까?

장력 압력 센서는 자동차 및 항공 우주에서 제조 및 로봇 공학에 이르기까지 광범위한 산업에 사용되는 필수 장치입니다. 이 센서는 당기 힘 (장력)이든 푸시 력 (압력)이든 물체에 가해지는 힘을 측정하도록 설계되었습니다. 장력 압력 센서의 공급 업체로서, 나는 종종이 센서에 사용되는 재료에 대해 질문을받습니다. 이 블로그 게시물에서는 장력 압력 센서와 그 특성에 사용되는 일반적인 재료에 대해 논의 할 것입니다.

1. 구조 재료

장력 압력 센서의 구조 재료는 감지 요소 및 기타 구성 요소를 보유하는 물리적 프레임 워크를 제공합니다. 정확하고 신뢰할 수있는 측정을 보장하기 위해 강력하고 단단하며 차원 적으로 안정적이어야합니다.

스테인레스 스틸

스테인레스 스틸은 장력 압력 센서의 하우징 및 구조 성분에 가장 일반적으로 사용되는 재료 중 하나입니다. 센서가 수분, 화학 물질 또는 기타 부식성 물질에 노출 될 수있는 환경에서 중요한 부식 저항을 제공합니다. 스테인레스 스틸은 또한 강도와 우수한 기계적 특성을 가지므로 변형없이 높은 수준의 장력과 압력을 견딜 수 있습니다. 예를 들어, 센서가 바닷물에 노출되는 해양 응용 분야에서 스테인레스 스틸은 장기적인 내구성을 보장합니다.

알류미늄

알루미늄은 구조 부품에 대한 또 다른 인기있는 선택입니다. 항공 우주 또는 휴대용 장비와 같이 중량이 우려되는 응용 분야에서 이점이 있습니다. 알루미늄은 또한 우수한 열전도율을 가지므로 센서 작동 중에 발생하는 열을 소산하는 데 도움이됩니다. 그러나 스테인레스 스틸만큼 내성이 없으므로 가혹한 환경에서 사용하기 위해 코팅 또는 양극화해야 할 수도 있습니다.

2. 감지 요소

감지 요소는 기계적 힘을 전기 신호로 변환하기 때문에 장력 압력 센서의 핵심입니다. 다른 유형의 감지 메커니즘에는 다른 재료가 사용됩니다.

스트레인 게이지

스트레인 게이지는 장력 압력 센서에서 가장 일반적인 감지 요소입니다. 그들은 얇은 금속 호일 또는 와이어로 만들어졌으며, 일반적으로 Constantan (구리 - 니켈 합금) 또는 카르마 (니켈 - 크롬 - 알루미늄 - 망간 합금)와 같은 합금으로 만들어졌습니다. 이 합금은 높고 안정적인 게이지 인자를 가지며, 이는 변형시킬 때 전기 저항의 상당한 변화를 나타냅니다. 센서에 힘이 가해지면 구조 부품이 변형되고 그에 부착 된 스트레인 게이지도 변형되어 저항의 변화가 발생합니다. 그런 다음 이러한 저항의 변화는 측정되어 적용된 힘에 비례하는 신호로 변환됩니다.

이 합금을 사용하는 장점은 광범위한 온도에 대한 선형성과 안정성입니다. 그들은 정밀도로 소규모에서 큰 힘을 정확하게 측정 할 수 있습니다. 예를 들어, 산업 계량 스케일에서는 스트레인 - 게이지 - 기반 센서가 정확한 무게 측정을 제공합니다.

압전 재료

석영과 같은 압전 재료 또는 납 지르코 네이트 티타 네이트 (PZT)와 같은 특정 세라믹은 일부 높은 성능 장력 압력 센서에 사용됩니다. 압전 재료는 기계적 응력에 노출 될 때 전하를 생성합니다. 이 속성은 충격 테스트 또는 진동 모니터링과 같은 동적 힘을 측정하는 데 적합합니다. 압전 센서는 힘의 변화에 ​​매우 빠르게 반응 할 수 있으므로 고속 측정이 필요한 응용 분야에 이상적입니다. 그러나 생성 된 전하가 점차 누출되기 때문에 장기간 정적 힘을 측정하는 데 적합하지 않습니다.

3. 전기 부품

장력 압력 센서의 전기 부품에는 와이어, 커넥터 및 회로 보드가 포함됩니다. 이러한 구성 요소는 감지 요소에서 출력 인터페이스로 전기 신호를 전송하는 데 도움이됩니다.

구리

구리는 장력 압력 센서에서 전기 배선에 가장 널리 사용되는 재료입니다. 전기 전도도가 우수하여 전송 중에 신호 손실이 최소화됩니다. 구리는 또한 비교적 저렴하고 작업하기 쉬우므로 질량 생산 센서를위한 실질적인 선택입니다. 그러나 시간이 지남에 따라 산화 될 수있어 전도도에 영향을 줄 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 구리 와이어는 종종 주석 또는 다른 금속으로 코팅됩니다.

인쇄 회로 보드 (PCBS)

PCB는 기판 물질, 일반적으로 유리 섬유 - 강화 에폭시 수지 (FR -4)로 만들어집니다. FR -4는 좋은 절연체로 보드의 다른 구성 요소 간의 전기 간섭을 방지합니다. PCB의 전도성 트레이스는 스트레인 게이지, 신호 컨디셔닝 회로 및 출력 커넥터와 같은 다양한 전기 부품을 연결하는 구리로 만들어집니다.

4. 밀봉 및 절연 재료

밀봉 및 절연 재료는 먼지, 수분 및 오염 물질과 같은 환경 적 요인으로부터 센서의 내부 구성 요소를 보호하는 데 사용됩니다.

실리콘 고무

실리콘 고무는 일반적으로 센서 하우징을 밀봉하는 데 사용됩니다. 유연성이 뛰어나고 다른 재료에 대한 우수한 접착력, 온도 및 풍화에 대한 높은 저항력이 있습니다. 실리콘 고무는 단단한 밀봉을 형성하여 수분과 먼지가 센서에 들어가는 것을 방지 할 수 있습니다. 또한 50 ° C ~ 200 ° C의 광범위한 온도를 견딜 수있어 다양한 산업 및 환경 적용에 적합합니다.

에폭시 수지

에폭시 수지는 스트레인 게이지 및 전자 회로와 같은 민감한 성분을 캡슐화하고 절연하는 데 사용됩니다. 기계적 보호 및 전기 절연을 제공합니다. 에폭시 수지는 좋은 화학적 저항성을 가지며 응용 요구 사항에 따라 경도 또는 유연성이 높은 특성을 갖도록 공식화 될 수 있습니다.

다양한 유형의 장력 압력 센서 및 재료 고려 사항

고유 한 재료 요구 사항이있는 여러 유형의 장력 압력 센서가 있습니다.

텐션 압력 센서 나사

나사 장력 압력 센서는 나사를 사용하여 설치하도록 설계되었습니다. 구조 부품은 설치 중에 강화력을 견딜 수있는 재료로 만들어야합니다. 스테인레스 스틸은 종종 센서 본체에 적합한 선택이며, Constantan 또는 Karma로 만든 스트레인 게이지는 정확한 힘 측정에 사용됩니다.

S 장력 압력 센서를 입력하십시오

유형 S 센서는 S- 모양의 디자인으로 특징 지어져 장력력에 높은 감도를 제공합니다. S- 모양의 구조는 일반적으로 강도와 유연성을 위해 알루미늄 또는 스테인레스 스틸로 만들어집니다. 감지 요소는 일반적으로 신뢰할 수있는 힘 - 신호 변환을위한 스트레인 게이지입니다.

단일 풀리 장력 센서

단일 풀리 장력 센서는 풀리를 통과하는 케이블 또는 벨트의 장력을 측정하는 데 사용됩니다. 풀리는 종종 강화 강철 또는 고강도 플라스틱과 같은 단단한 착용 재료로 만들어집니다. 센서 본체는 가벼운 특성을 위해 알루미늄으로 만들어 질 수 있으며 스트레인 게이지는 장력력을 측정하는 데 사용됩니다.

결론

장력 압력 센서에 사용되는 재료는 다양한 응용 분야의 성능, 내구성 및 적합성에 중요한 역할을합니다. 지원을 제공하는 구조 재료로부터 힘을 감지하는 감지 요소에 이르기까지, 각 재료는 특성에 따라 신중하게 선택됩니다. 장력 압력 센서 공급 업체로서, 우리는 신뢰할 수 있고 정확한 센서를 보장하기 위해 고품질 재료를 사용하는 것의 중요성을 이해합니다.

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참조

1. Peter H. Sydenham, John Wiley & Sons가 편집 한 "Force Measurement Handbook".
2. William D. Callister Jr. 및 David G. Rethwisch의 "재료 과학 및 공학 : 소개".
3. 다양한 장력 압력 센서 제조업체의 기술 데이터 시트.