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影响测力传感器的因素(影响传感器精度的主要因素)

时间:2022-06-02 点击次数:

影响传感器精度的主要因素有哪些?其实影响测力传感器稳定性的因素有很多,综合一下过往项目的技术经验总结如下:

测力传感器的结构。

测量传感器弹性元件、外壳、膜、上压头、下压垫的设计必须保证加载后不会在结构上产生性能波动,或者性能波动很小。因此,在测量传感器的设计中,应变区域的应力应尽可能单独均匀;补丁部分应为平面;结构上,确保一定的抗偏心载荷和横向载荷能力;安装力远离应变区域。负载支撑点的位移应避免在测量过程中。虽然测力传感器是一种装配和制造产品,但为了保证最佳的技术性能和长期稳定性,应尽可能设计成整体结构。


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金属材料的弹性元件。

弹性元件的金属材料对测力传感器的综合性能和长期稳定性起着关键作用。选用强度极限和弹性极限高、弹性模量时间好、温度稳定性好、弹性滞后小、机械加工和热处理产生的残余应力小的材料。有数据表明,只要材料淬火后塑性好,机械加工和热处理后的残余应力就很小。在测量传感器的使用寿命内,还应特别注意弹性模量的稳定性。

机械加工及热处理工艺。

在加工过程中,由于表面变形切割不均匀,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。在热处理过程中,由于冷却温度不均匀和金属材料的变化,弹性元件在芯和表面产生不同方向的残余应力。回火过程中必须产生相反方向的应力,以抵消残余应力,减少残余应力的影响。

电阻应变计应具有最佳性能,要求灵敏系数稳定性好,热输出小,机械滞后和蠕变小,应变量1000×10小时,疲劳寿命108,电阻偏差小,批次质量均匀性好。应变粘合剂应具有较高的粘结强度和较高的剪切强度;弹性模量大且稳定;良好的电气绝缘性能;与弹性元件相同或相似的热膨胀系数;蠕变和滞后收缩等。随着粘接层厚度的增加,粘接电阻应变计必须严格控制粘接层厚度。

这是因为薄胶层需要更大的应力变形,不易流动和蠕变,界面内应力小,气泡和缺陷的可能性相对较小,应变传输性能好,只要保护密封能达到更高的稳定性水平。

制造工艺。

应变力测量传感器的工作原理和结构决定了生产过程中的一些工艺必须手动操作,人为因素对测量传感器的质量有很大的影响。因此,必须制定科学、合理、可重复的制造过程,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。

补偿和调整电路。

应变力测量传感器属于装配制造,芯片桥后形成产品,由于内部缺陷和外部环境条件,部分性能指标不能满足设计要求,必须进行各种电路补偿和调整,提高测量传感器本身的稳定性和外部环境条件的稳定性。完善精细的电路补偿技术是提高传感器稳定性的重要环节。

保护和密封。

保护和密封是测力传感器制造过程中的关键过程,是耐客观环境和感应环境影响的测力传感器稳定可靠工作的基本保证。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,降低粘合强度和刚度,导致零漂移和输出变化不规则,直到传感器失效。

因此,有效的保护密封是测力传感器长期稳定工作的根本保证,否则会浪费各种工艺成果。

稳定性处理(老化试验)

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,进行有效的人工成熟度测试,尽可能释放残余应力,减少其性能波动。


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