Selezione del materiale per bilancia

Sto cercando di testare il sensore FlexiForce in misura di forza, tuttavia per letture accurate il carico deve essere disturbato uniformemente sull'area di rilevamento. Come tale sto facendo "dischi" per coprire l'area di rilevamento. Per la mia applicazione, più sottile è il materiale del disco, meglio è (1 mm o meno di spessore). Quale dei seguenti materiali sarà più adatto a produrre il disco per la parte più rigida / più forte possibile?

1. Ottone e rame
2. Alluminio
3. Acciaio inossidabile
4. Acciaio dolce / al carbonio

Il disco avrà un diametro di 25,4 mm con uno spessore di 1 mm.

Ecco un'illustrazione di ciò che intendo:

Quale dei seguenti materiali sarà più adatto a fabbricare il disco per la parte più rigida / più forte possibile.

Sembra che tu abbia bisogno di un materiale che trasformi un carico non uniforme in un carico più o meno uniforme fornendo un cuscinetto coerente. Come tale, stai guardando qualcosa di simile a un piatto su una base elastica, anche se su una scala molto più piccola. Questo tipo di problema può essere piuttosto complesso a causa dell'interazione tra la rigidità della piastra e della fondazione e il caricamento sulla piastra.

Le uniche variabili che sembrano aver bloccato sono lo spessore di 1 mm e il diametro del disco di 25,4 mm. La forza non è un problema qui (supponendo che tu abbia un materiale duttile); la rigidità è l'unico vero requisito.

Se stai davvero cercando di ottenere il materiale più rigido per il tuo disco, l'acciaio al carbonio che hai elencato è probabilmente il tuo vincitore, con l'acciaio inossidabile una possibilità a seconda della lega. Supponendo che tutti i dischi abbiano lo stesso spessore / diametro, l'unica cosa che influenzerà la rigidità è il modulo di elasticità del materiale . Maggiore è il modulo, più rigido è il disco.

Il carburo di tungsteno potrebbe valere la pena di cercare anche il tuo disco. È incredibilmente rigido (il doppio di quello dell'acciaio) e non eccessivamente costoso.

1) Ho usato diverse marche di FSR, incluso FlexiForce e è molto improbabile che tu ottenga risultati utilizzabili nel commercio; le loro risposte alla pressione variano con la temperatura (perché, sospetto, la rigidità dei polimeri nel sensore stesso varia con la temperatura).

2) Le guide all'applicazione che ho letto suggeriscono fortemente di NON utilizzare materiali estremamente rigidi o raggi acuti a diretto contatto con il sensore che possono causare concentrazioni di stress.

3) La rigidità e la forma sia di ciò che si trova in cima al sensore sia di ciò che sta al di sotto di entrambe le materie.

4) tutti i materiali che stai considerando sono ordini di grandezza più rigidi rispetto al sensore, quindi probabilmente ti daranno risultati ugualmente sbagliati e costosi.

5) Ti suggerisco di provare prima i dischi sottili o le cupole leggermente arrotondate realizzate con qualcosa di simile a Nylon o HDPE (polietilene ad alta densità, plastica da taglio AKA.) Sospetto che tu possa sostenere quelli con dischi di un materiale più rigido; l'acciaio andrebbe bene.

6) Il disco deve avere le stesse dimensioni o leggermente più piccolo dell'area attiva del sensore, altrimenti parte del carico ignorerà l'area attiva, causando errori sistemici. E faresti meglio il raggio dei bordi, per non creare una concentrazione di stress proprio lì.