Sélection des matériaux pour l'échelle de poids

Je cherche à tester le capteur FlexiForce en mesure de force, mais pour des lectures précises, la charge doit être perturbée uniformément sur la zone de détection. En tant que tel, je fais faire des "disques" pour couvrir la zone de détection. Pour mon application, plus le matériau du disque est fin, mieux c'est (1 mm ou moins d'épaisseur). Lequel des matériaux suivants sera le plus approprié pour fabriquer le disque pour la partie la plus rigide / la plus solide possible?

1. Laiton cuivre
2. Aluminium
3. Acier inoxydable
4. Acier doux / carbone

Le disque aura un diamètre de 25,4 mm et une épaisseur de 1 mm.

Voici une illustration de ce que je veux dire:

Lequel des matériaux suivants sera le plus approprié pour fabriquer le disque pour la partie la plus rigide / la plus solide possible.

Il semble que vous ayez besoin d'un matériau qui transformera une charge non uniforme en une charge plus ou moins uniforme en fournissant un roulement cohérent. En tant que tel, vous regardez quelque chose comme une plaque sur une base élastique, bien qu'à une échelle beaucoup plus petite. Ce type de problème peut être assez complexe en raison de l'interaction entre la rigidité de la plaque et de la fondation et la charge sur la plaque.

Les seules variables que vous semblez avoir bloquées sont l'épaisseur de 1 mm et le diamètre de 25,4 mm du disque. La résistance n'est pas un problème ici (en supposant que vous avez un matériau ductile); la rigidité est la seule vraie exigence.

Si vous cherchez vraiment à obtenir le matériau le plus rigide pour votre disque, l'acier au carbone que vous avez répertorié est probablement votre gagnant, avec une possibilité en acier inoxydable en fonction de l'alliage. En supposant que tous les disques ont la même épaisseur / diamètre, la seule chose qui affectera alors la rigidité est le module d'élasticité du matériau . Plus le module est grand, plus le disque est rigide.

Le carbure de tungstène pourrait également valoir la peine d'être étudié pour votre disque. Il est incroyablement rigide (deux fois celui de l'acier) et pas terriblement cher.

1) J'ai utilisé plusieurs marques de FSR, y compris FlexiForce et vous avez très peu de chances d'obtenir des résultats utilisables dans le commerce; leurs réponses à la pression varient avec la température (car, je suppose, la rigidité des polymères dans le capteur lui-même varie avec la température).

2) Les guides d'application que j'ai lus suggèrent fortement de NE PAS utiliser de matériaux extrêmement rigides ou de rayons tranchants en contact direct avec le capteur qui peuvent provoquer des concentrations de contraintes.

3) La rigidité et la forme de ce qui se trouve au-dessus du capteur et de ce qui se trouve en dessous sont importantes.

4) Tous les matériaux que vous envisagez sont beaucoup plus rigides que le capteur, ils vous donneront donc probablement des résultats tout aussi faux et coûteux.

5) Je vous suggère d'abord d'essayer des disques minces ou des dômes très légèrement arrondis faits avec quelque chose comme du nylon ou du HDPE (polyéthylène haute densité, plastique de planche à découper AKA.) Je soupçonne que vous pouvez sauvegarder ceux avec des disques d'un matériau plus rigide; l'acier serait bien.

6) Le disque doit être de la même taille ou légèrement plus petit que la zone active du capteur, sinon une partie de votre charge contournera la zone active, ce qui entraînera des erreurs systémiques. Et vous feriez mieux de arrondir les bords, de peur de créer une concentration de contrainte juste là.