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张力传感器的设计须确保不会产生性能波动

时间:2022-01-19 点击次数:

测力传感器的性能不稳定,会导致输出信号出错,给用户带来不便。因此,确保设备性能稳定至关重要,但影响其不稳定性的因素很多。为了便于调查,让我们来看看几个常见的影响因素。

金属材料的弹性元件。

弹性体金属材料对测力传感器的综合性能和长期稳定性具有重要意义。选用高强度、高弹性、低弹性模量、温度稳定度好、弹性迟滞小的加工、热处理后残余应力小的材料。数据显示,只要材料淬火后具有良好的塑性,加工和热处理后的残余应力就很小。还应特别注意弹性模量的稳定性,要求材料的弹性模具在张力传感器的使用寿命内不会发生变化。

制造工艺。

应变力-张力传感器的工作原理和总体结构决定了在生产过程中有些工艺需要人工操作,而人为因素又严重影响着测力传感器的质量。因此,必须制定科学、合理、重复的制造过程,增加电子计算机控制的自动化或半自动化过程,尽量减少人为因素对产品质量的影响。

张力传感器的结构

张力传感器的弹性元件、外壳、膜膜、上压头和下压垫的设计必须确保结构在承载后不会产生性能波动,或性能波动非常小。因此,在设计张力传感器时,应变区应尽可能单一,应力均匀,贴片部分应为平面,结构保证一定的偏心载荷和侧向载荷能力,安装力远离应变区,测量时应避免载荷支撑点的位移。虽然张力传感器是一种装配制造产品,但应尽可能设计成整体结构,以确保最佳的技术性能和长期稳定性。

机械加工和热处理工艺。

加工过程中,由于弹性元件表面变形不均匀,会产生很大的残余应力。切割量越大,残余应力越大,磨削产生的残余应力最大。因此,应制定合理的加工工艺,并规定适当的切割量。由于冷却温度不均及金属材料的改变,在热处理过程中,弹性元件在芯面和表面产生了不同方向的残余应力,其核心是拉应力,表面是压应力。为了消除残余应力并减小残余应力,必须采用内部方向相反的应力来消除残余应力。

补偿和调整电路。

应变张力传感器属于装配制造,产品形成后的补丁桥。张力传感器的一些性能指标因内部不可避免的缺陷及外界环境条件的影响,不能达到设计要求,必须对各种电路进行补偿和调整,以提高张力传感器自身的稳定性和外部环境的稳定性。完善的电路补偿技术对提高张力传感器的稳定性至关重要。

保护和密封。

在张力传感器制造过程中,保护与密封是张力传感器在受外界环境和感应环境的影响、稳定可靠地工作的根本保证。如果保护密封不良,弹性元件上的电阻应变计和应变粘合剂层会吸收空气中的水,导致粘合强度和刚度下降,导致零漂移和输出不规则变化,直到张力传感器失效。

所以,有效的保护密封是测力传感器长时间稳定工作的基本保证,否则会浪费各种工艺成果。

提高测力传感器稳定性最重要的方法是采取各种技术措施和工艺手段,模拟使用条件,进行有效的人工试验,尽可能释放残余应力,尽量减少其性能波动。

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