稱重傳感器是什么金屬材質?如果是問這個問題的,大概率是問電阻應變式傳感器,因為它的外殼主要是金屬材料制成的。
當然像電容式、電感式、壓電式等工作原理的稱重傳感器,也有外殼是用金屬材料做的。
基于咱們公司主要是做電阻應變式稱重傳感器,這么多年積累的經驗,及較強的開發設計能力,通過在公司的學習與成長,談談我學習到的一些認識,與您分享。
1、稱重傳感器彈性體選合金鋼的優劣勢?
合金鋼一般是指低合金高強度鋼,常用的材料型號有40Cr、35CrMo、30CrMnSiA、4340鋼等,不同的材質代表不同的金屬合成,性能上有些微差。
通常選這些合金鋼材質主要特點有:
高強度:彈性模量高(~200 GPa),適合大噸位傳感器(如汽車衡、工業稱重)。優異的疲勞強度:長期循環載荷下不易發生塑性變形。成本較低:相比不銹鋼和鈦合金更具經濟性。
同樣,也有對應的一些不足,比如:易腐蝕:需表面鍍層(如鍍鎳、鍍鉻)或涂覆防護漆。加工難度較高:熱處理工藝復雜(需調質處理)。應用場景:工業稱重、起重機超載保護、大型地磅。
2. 應變式稱重傳感器外殼工件選不銹鋼的優劣勢?
不銹鋼材料,咱們都清楚是一種耐腐蝕的合金鋼材料,在傳感器行業中,常選用17-4PH(沉淀硬化不銹鋼)、304/316奧氏體不銹鋼等材質的材料。
為什么稱重傳感器選不銹鋼?主要有以下幾個方面的考慮:
耐腐蝕性極佳:適用于潮濕、酸堿環境(如化工、海洋稱重)。中等強度:17-4PH經熱處理后抗拉強度可達1300 MPa以上。溫度穩定性好:工作溫度范圍廣(-50℃~300℃)。
有它的優點,同樣也有其缺點,比如:成本較高:原材料和加工費用比普通合金鋼高。彈性模量略低:相同載荷下形變量略大于合金鋼,需優化結構設計。應用場景:食品醫藥行業、港口稱重、高濕度環境傳感器。
3、電阻式稱重傳感器封裝為何選鋁合金?
好像只要是金屬類的材料,都可以用一樣,其實也不是的,為了找出更適合的金屬材料,通過測試與驗證,本文列出的一些材料可能更適合。在稱重傳感器設計時,也會選用鋁合金材料,常選用的材質比如:6061-T6、7075-T6(航空鋁材)等。
它鋁合金作為彈性體材料,主要考慮的性能優點有如下:輕量化:密度僅為鋼的1/3,適合便攜式設備(如手提秤、無人機載荷檢測)。加工性好:易于切削、鍛造,可制成復雜結構。無磁性:適用于電磁敏感環境。
一種材料的選擇,意味另一面還有一些缺點,比如:強度較低:彈性模量約70 GPa,僅適合小量程(通常<10噸)。易蠕變:長期負載下可能產生微小塑性變形。耐腐蝕性一般:需陽極氧化處理增強表面硬度。應用場景:小型電子秤、醫療設備、消費電子產品。
當然對工件要求更高的話,成本也會更高,比如:選用鈦合金TC4(Ti-6Al-4V)、TA2(純鈦)、鎳基合金(高溫/高耐蝕材料)
事實是,在選用彈性體材料時,還要考慮關鍵參數,比如:
彈性模量:決定傳感器的靈敏度和量程(模量高→量程大,靈敏度低)。
疲勞強度:影響長期穩定性(合金鋼>鈦合金>不銹鋼>鋁合金)。
耐腐蝕性:不銹鋼、鈦合金、鎳基合金優于普通鋼和鋁。
加工成本:鋁合金最易加工,鈦合金和鎳基合金成本最高。
還有,在實際開發及生產時,還要采用一些工藝,鞏固其彈性體的特性,還會采用熱處理與表面處理,將合金鋼需調質處理(淬火+回火)以提高韌性;不銹鋼需固溶處理(如17-4PH);鋁合金通過T6時效強化。
如果想提升穩定性,還要從結構設計上進行優化,彈性體形狀如柱式、梁式、S型的,需與材料力學性能匹配,比如鋁合金多用于懸臂梁結構,不銹鋼適合膜片式結構。
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