Trådmålerdiameter forklaret: AWG-størrelser, konvertering, måling og tolerance

Trådmålerens diameter er en af de målinger, der ser enkle ud på et spec-ark og derefter forårsager argumenter på fabriksgulvet. Målenummeret, der er trykt på en spole, en tegningsplan eller et terminaldatablad, fortæller dig sjældent den faktiske størrelse i millimeter eller tommer. Denne guide forbinder prikkerne: hvad AWG egentlig betyder, hvordan diameteren ændrer sig fra et måletrin til det næste, hvor standarden holder op med at være nyttig, og hvordan kabelproducenter holder denne diameter under kontrol fra kobberstang til færdig leder.

Hvad trådmålerens diameter faktisk måler

Måler er en standard. Diameter er et fysisk faktum. Det amerikanske Wire Gauge-system, normalt forkortet til AWG, definerer diametrene af rund, massiv, ikke-jernholdig, elektrisk ledende ledning. Når nogen spørger om "trådmålerdiameter", vil de normalt have den fysiske størrelse bag et bestemt målertal, udtrykt i tommer eller millimeter.

Den første ting at afklare er, hvilken diameter du mener. En solid leder har én diameter. En trådet leder har to: diameteren af ​​hver enkelt tråd og den samlede diameter af det færdige bundt. En isoleret ledning tilføjer en tredjedel: den udvendige diameter af det færdige produkt, inklusive isolering, afskærmning og kappe. Disse værdier kan variere med flere millimeter, selv når målerens nummer forbliver det samme.

I indkøb og produktion er den skelnen vigtig. En 22 AWG blank leder og en 22 AWG færdig ledning er ikke udskiftelige. Den ene er en kobberdimension; den anden er et kabel, der skal passe til en terminal, en ledning eller et konnektorhulrum.

Hvordan AWG-tal bliver til diametre

AWG fungerer på en logaritmisk skala. Hvert trin med tre målertal halverer groft tværsnitsarealet, og hvert trin på seks målertal halverer groft diameteren. At flytte fra et større tal til et mindre tal betyder en tykkere ledning: 14 AWG er større end 18 AWG, og 4/0 AWG er meget større end begge.

Systemet har to ankerpunkter. 36 AWG er defineret som 0,005 tommer, og 0000 AWG er defineret som 0,4600 tommer. Mellem dem er forholdet mellem på hinanden følgende størrelser omkring 1,1229 i diameter og omkring 1,261 i areal. Forholdet kan skrives som:

Diameter i tommer = 0,005 × 92 ^{(36 − AWG) / 39}

Når du har en diameter, følger arealet af cirkelformlen. Det er grunden til, at det samme referencediagram kan vise diameter, cirkulært mil-areal og modstand pr. længdeenhed - de er tre visninger af den samme geometri.

Hvorfor diameter betyder mere end målemærket

To ledninger kan dele det samme målenummer og stadig opføre sig forskelligt, hvis deres faktiske diametre sidder i hver sin ende af tolerancebåndet. Modstanden stiger, når diameteren falder, fordi modstanden er omvendt proportional med tværsnitsarealet. En leder, der er lidt under størrelse, vil køre varmere, falde mere spænding og forbruge mere energi over en længere periode.

Diameter styrer også pasformen. Crimpterminaler, isolationsforskydningsstik, kabelforskruninger og ledninger er alle designet omkring et specifikt størrelsesområde. En ledning, der er nominelt 12 AWG, men måler tættere på 13 AWG, kan bestå en træktest og stadig mislykkes i en dimensionsinspektion.

For kabelproducenten fortsætter problemet nedstrøms. Ekstrusionsmatricen, der danner isolering, skal matches til den faktiske lederdiameter, ikke den nominelle måler. Hvis lederen kommer under størrelse, bliver isoleringsvæggen tykkere end specificeret; hvis det kommer over størrelse, tynder væggen ud. Uanset hvad, kan det færdige kabel falde uden for sin egen tolerance.

Strandet ledning: Samme sporvidde, forskellig diameter

Strandede ledere komplicerer billedet, fordi de har både en strengdiameter og en samlet diameter. En 12 AWG strenget leder kan bruge 19 tråde af en mindre gauge eller 7 tråde af en større, og begge konstruktioner kan kaldes 12 AWG. Den samlede diameter af det færdige bundt er større end en solid leder med samme tykkelse, mens det samlede kobberareal forbliver tæt på den nominelle værdi.

Konstruktionstypen har også betydning. Buntede ledere er løse og fleksible. Koncentrisk-strengede ledere er mere velordnede. Komprimerede og komprimerede ledere rulles eller trækkes efter trådning for at reducere den samlede diameter og skabe en glattere overflade. Derfor kan to kabler med identiske målemærkater have mærkbart forskellige udvendige diametre.

Sådan måler du trådens diameter nøjagtigt

For en bar solid leder er et kalibreret mikrometer stadig det enkleste værktøj. Afisoler isoleringen forsigtigt, fjern eventuelle hakker eller grater, og mål på tværs af lederen på tre punkter fordelt langs dens længde. Drej ledningen mellem målinger for at fange ovalitet. Tag gennemsnittet, og sammenlign det med målediagrammet i stedet for at stole på en enkelt aflæsning.

For fine ledninger under ca. 30 AWG kan et håndmikrometer knuse lederen eller aflæse inkonsekvent. En optisk komparator eller en berøringsfri laserdiametermåler er et bedre valg. Lasermålere fungerer også på bevægelige tråde, hvilket gør dem nyttige til inline-overvågning under tegning, udglødning og ekstrudering.

Temperatur og spænding betyder mere, end de fleste forventer. Kobber udvider sig med varme, og en tråd under spænding kan læses lidt mindre, end den gør i hvile. Til indgående inspektion, lad prøven stabilisere sig ved stuetemperatur og mål den i en afslappet tilstand.

LGD-25 Diametermåler til lednings- og kabelmåling Nyttig til kontrol af lednings- og kabeldiametre efter træktrin, med et område på 0.100–25.000 mm. Se produkt →

Hvor diameteren skabes: Fra stang til slutmåler

Trådmålerens diameter indstilles ikke af en enkelt maskine. Det er resultatet af en sekvens, der starter med kobber- eller aluminiumsstang og slutter med en færdig leder. Stangnedbrydningsmaskiner tager 8 mm stang ned til ca. 3 mm eller 4 mm på få gange. Mellem- og fintræksmaskiner fortsætter reduktionen gennem gradvist mindre matricer, og en inline-gløder genopretter den duktilitet, som koldbearbejdning fjerner.

Hver matrice ændrer diameteren, så matriceslid, smøremiddelkvalitet og kapstanhastighed viser sig i den endelige måling. En slidt matrice giver en overdimensioneret leder. En glidende kapstan eller en ustabil annealer kan skabe diametervariationer langs længden af ​​en spole, hvilket er langt sværere at opdage end et enkelt punkt uden for tolerance.

Efter tegning, stranding og bundtning bestemmer den samlede diameter af lederbundtet. Ekstrudering tilføjer derefter isolering og jakkelag omkring det bundt. På hvert trin bliver den forrige diameter udgangspunktet for den næste proces, hvorfor en lille fejl tidligt i linjen har en tendens til at vokse frem for at forsvinde. A kobber stang til færdig tråd produktionslinje er designet som én sammenhængende kæde af netop denne grund.

LHT450 kobberstangsnedbrydningsmaskine til trådtrækslinjer Trækker kobberstang fra 8 mm ned til 1,2–4,0 mm i en kontinuerlig linje med udglødning og dobbeltspoleoptagning. Se produkt →

Fine Wire Tegnemaskine med Inline Annealer til kobbertråd Kombinerer trækning og udglødning på én linje til kobbertråd, understøtter to ledninger og hastigheder op til 1800 m/min. Se produkt →

Hvis du sammenligner tegneudstyr, er vores praktiske guide vedr hvordan man vælger en kobbertrådstrækmaskine gennemgår de spørgsmål, der betyder mest: indgående stangstørrelse, færdigmålerområde, antal ledninger, udglødningskrav og den tolerance, som nedstrømsprocessen kan acceptere.

Almindelige fejl ved læsning af et ledningsmålerdiagram

• Forvirrende lederdiameter med overordnet kabeldiameter. Diagramværdien refererer normalt til metallet, ikke den færdige ledning.
• Blandingsmålersystemer. AWG, SWG og metriske målere bruger forskellige skalaer, og det samme tal kan betyde meget forskellige størrelser.
• Anvendelse af solid-lederværdier på strenget ledning. Trådbundtet er normalt lidt større end den tilsvarende massive diameter.
• Afrunding for tidligt. Konvertering fra tommer til millimeter og derefter afrunding kan flytte en borderline-leder ud af tolerance.
• Ignorerer tolerancebåndet. En nominel diameter er et mål, ikke en garanti; det acceptable område er det, der faktisk betyder noget.

En kort tjekliste, før du specificerer eller bestiller

1. Beslut om du skal bruge lederdiameter, tråddiameter eller færdig kabeldiameter.
2. Bekræft målesystemet og de enheder, der bruges af din leverandør eller standard.
3. Kontroller toleranceområdet, ikke kun den nominelle værdi.
4. For trådet tråd skal du notere trådantal, trådmål og konstruktionstype.
5. Kontroller, at den angivne diameter passer til den terminal, ledning eller forbindelse, du planlægger at bruge.
6. For produktionskørsler skal du bekræfte, hvordan diameteren vil blive målt, og hvor ofte den vil blive registreret.

Trådmålerens diameter er i sidste ende en produktionsvariabel, ikke kun et referencenummer. Diagrammet giver dig målet, men tegnematricerne, udglødningsindstillingerne, strandingskonfigurationen og ekstruderingsværktøjet afgør, om ledningen rent faktisk lander på det mål. Hos Jiacheng har vi brugt år på at bygge udstyr til hvert trin i den kæde, fra stangnedbrydning og fintrækning til udglødning, stranding, ekstrudering og testning. Hvis du arbejder gennem et diameterproblem på din linje, taler vi gerne gennem processen med dig og hjælper dig med at finde det rigtige udgangspunkt.