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测力传感器的组成与影响其稳定性的因素有哪些

时间:2022-06-05 点击次数:

测力传感器的组成部分是什么?现在让我们为您分析测力传感器的内部组成。事实上,它是由一个或多个弹性体组成的电桥电路(如惠斯登电桥)、变形电阻应变片组成的电桥电路(如惠斯登电桥)、固定并粘贴在弹性体上的黏合剂和保护电子电路的密封胶。


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影响测力传感器稳定性的因素很多,主要包括:

1.测力传感器的结构。

弹性元件、外壳、膜片、上压头、下压垫的设计必须保证结构不产生性能波动,或性能波动很小。因此,在设计测力传感器时,应力区域应力应尽可能单一,应力应力均匀,补丁部分为平面,确保结构具有一定的抗偏心载荷和侧向载荷能力,安装力远离应变区域,测量时避免载荷支撑点的位移。测力传感器虽然是装配制造产品,但为了保证最佳的技术性能和长期稳定性,尽可能设计成一个整体结构。

2.弹性元件的金属材料。

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。数据显示,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。还应特别注意弹性模量的稳定性,要求材料的弹性模具在测力传感器的使用寿命内保持不变。

3.机械加工和热处理工艺。

在机械加工过程中,由于表面变形不均匀,弹性元件产生的残余应力,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。内部方向相反的应力必须通过回火工艺抵消,以减少残余应力的影响。

4.电阻应变剂和应变粘结剂。

这是因为薄胶层需要更大的应力来变形,不易产生流动和蠕变,界面应力很小,产生气泡和缺陷的可能性相对较小,应变传输性能好,只要保护密封合理,就能达到较高的稳定性水平。

5.制造工艺。

应变测力传感器的工作原理和整体结构决定了一些工艺在生产过程中必须手动操作,人为因素对测力传感器的质量影响很大。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。

6.补偿和调整电路。

应变测力传感器是组装制造的。产品形成后,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,以提高测力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工艺是提高测力传感器稳定性的重要环节。

7.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,是测力传感器稳定可靠工作的根本保证。如果保护密封不良,粘贴在弹性元件上的电阻应变计和应变粘合层会吸收空气中的水分,降低粘合强度和刚度,导致零漂移和输出不规则变化,直到测力传感器失效。

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。

8.稳定性处理(人工老化试验)

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,模拟有效人工老化试验的使用条件,尽可能释放残余应力,减少其性能波动。


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