今天我們來討論一下影響測力傳感器穩(wěn)定性的因素,傳感器不穩(wěn)定輸出的信號就會有誤,給使用者帶來不便,因此,要提高穩(wěn)定性就要從源頭開始控制,掌握影響穩(wěn)定性的基本因素,盡力避免影響,然而影響測力傳感器穩(wěn)定性的因素有很多,具體都有哪些呢?這就是我們今天要講的重點(diǎn)了,下面一起來看看。
(1)測力傳感器的結(jié)構(gòu),這和結(jié)構(gòu)有什么緊密關(guān)聯(lián)呢?首先我們要知道傳感器的彈性元件、外殼、膜片以及上壓頭、下壓墊的設(shè)計(jì),要保證受載后在結(jié)構(gòu)上不產(chǎn)生性能波動,或性能波動很小,這就要在設(shè)計(jì)的時(shí)候,盡量做到應(yīng)變區(qū)受力單一了,應(yīng)力均勻一致,貼片部位最好是平面,因此在結(jié)構(gòu)上,就要保證一定抗偏心載荷的能力,安裝遠(yuǎn)離應(yīng)變區(qū),測量時(shí)應(yīng)避免載荷支承點(diǎn)的位移。盡管測力傳感器屬于裝配制造產(chǎn)品,但為了保證具有最佳技術(shù)性能和長期穩(wěn)定性,盡可能將它設(shè)計(jì)成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。
影響測力傳感器穩(wěn)定性的因素
(2)彈性元件的金屬材料,可不要小瞧它,它對測力傳感器的綜合性能和長期穩(wěn)定性起關(guān)鍵作用。所以應(yīng)選擇強(qiáng)度極限和彈性極限高,彈性模量的時(shí)間、溫度穩(wěn)定性好,彈性滯后小,機(jī)械加工和熱處理產(chǎn)生的殘余應(yīng)力小的材料。有資料表明:只要材料淬火后的塑性好,它在機(jī)械加工和熱處理后的殘余應(yīng)力就小。還要特別重視彈性模量隨時(shí)間的穩(wěn)定性,要求在測力傳感器使用壽命期間內(nèi)材料的彈性模具不發(fā)生變化。
(3)彈性元件在機(jī)械加工過程中,由于表面變形的不均勻產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力,切削用量越大,殘余應(yīng)力就越大,磨削加工產(chǎn)生的殘余應(yīng)力最大。因此應(yīng)制訂合理的加工工藝和規(guī)定適當(dāng)?shù)那邢饔昧?。彈性元件在熱處理過程中,由于冷卻溫度不均勻和金屬材料相變等原因,在芯部和表層產(chǎn)生方向不同的殘余應(yīng)力,其芯部為拉應(yīng)力,表層為壓應(yīng)力。必須通過回火處理工藝,在其內(nèi)部產(chǎn)生方向相反的應(yīng)力,與殘余應(yīng)力相互抵消,減少殘余應(yīng)力的影響。
(4)電阻應(yīng)變計(jì)應(yīng)具有最佳性能,要求靈敏系數(shù)穩(wěn)定性好,熱輸出小,機(jī)械滯后和蠕變小,應(yīng)變量為1000×10-6時(shí)疲勞壽命可達(dá)108,電阻值偏差小,批次質(zhì)量均一性好等。應(yīng)變粘結(jié)劑應(yīng)具有粘結(jié)強(qiáng)度大,抗剪強(qiáng)度高;彈性模量較大且穩(wěn)定;電絕緣性能好;具有與彈性元件相同或相近的熱膨脹系數(shù);蠕變和滯后小;固化時(shí)膠層體積收縮小等。粘貼電阻應(yīng)變計(jì)時(shí)一定要嚴(yán)格控制膠層厚度,因?yàn)檎辰Y(jié)強(qiáng)度隨膠層厚度的增加而降低。這是由于薄的膠層需要更大的應(yīng)力才能變形,不易產(chǎn)生流動和蠕變,界面上的內(nèi)應(yīng)力很小,產(chǎn)生氣泡和缺陷的幾率也比較小,應(yīng)變傳遞性能好,只要防護(hù)密封合理就可達(dá)到較高的穩(wěn)定性水平。
(5)應(yīng)變式測力傳感器的工作原理和總體結(jié)構(gòu)決定了,在生產(chǎn)工藝流程中有些工序必須手工操作,人為的因素對測力傳感器的質(zhì)量影響較大。因此必須制訂科學(xué)合理并可重復(fù)的制造工藝流程,并在其中增加電子計(jì)算機(jī)控制的自動化或半自動化工序,盡量減少人為因素對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。
(6)應(yīng)變式測力傳感器屬于裝配制造,貼片組橋后就形成了產(chǎn)品,由于內(nèi)部不可避免的產(chǎn)生一些缺陷和外界環(huán)境條件的影響,測力傳感器的某些性能指標(biāo)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,因此必須進(jìn)行各項(xiàng)電路補(bǔ)償與調(diào)整,提高測力傳感器本身的穩(wěn)定性和對外部環(huán)境條件的穩(wěn)定性。完善而精細(xì)的電路補(bǔ)償工藝,是提高測力傳感器穩(wěn)定性的重要環(huán)節(jié)。
(7)防護(hù)與密封是測力傳感器制造工藝流程中的要害工序,是測力傳感器耐受客觀環(huán)境和感應(yīng)環(huán)境影響而能穩(wěn)定可靠工作的根本保障。如果防護(hù)密封不良,粘貼在彈性元件上的電阻應(yīng)變計(jì)及應(yīng)變粘結(jié)劑膠層,都會吸收空氣中的水分而產(chǎn)生增塑,造成粘結(jié)強(qiáng)度和剛度下降,引起零點(diǎn)漂移和輸出無規(guī)律變化,直至測力傳感器失效。因此有效的防護(hù)密封是測力傳感器長期穩(wěn)定工作的根本保證,否則將使各項(xiàng)工藝成果前功盡棄。
(8)提高測力傳感器的穩(wěn)定性除處理好上述各種因素的影響外,最重要的途徑就是采取各種技術(shù)措施和工藝手段,模擬使用條件進(jìn)行有效的人工老練試驗(yàn),盡量多的釋放殘余應(yīng)力使其性能波動減至最小。
深圳市力準(zhǔn)傳感技術(shù)有限公司主要從事于微型測力傳感器、高精度稱重傳感器、S型傳感器、懸臂梁傳感器、多維力傳感器、張力傳感器、變送器、控制儀表的研發(fā)生產(chǎn)及提供系統(tǒng)工程控制的解決方案。服務(wù)熱線 :0755-89233819
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