若測力傳感器的性能不穩定,會(huì )導致輸出信號出錯,給用戶(hù)帶來(lái)不便。因此,確保設備性能穩定至關(guān)重要,但影響其不穩定性的因素很多。為了便于調查,讓我們來(lái)看看幾個(gè)常見(jiàn)的影響因素。
金屬材料的彈性元件。
彈性體金屬材料對測力傳感器的綜合性能和長(cháng)期穩定性具有重要意義。選用高強度、高彈性、低彈性模量、溫度穩定度好、彈性遲滯小的加工、熱處理后殘余應力小的材料。數據顯示,只要材料淬火后具有良好的塑性,加工和熱處理后的殘余應力就很小。還應特別注意彈性模量的穩定性,要求材料的彈性模具在張力傳感器的使用壽命內不會(huì )發(fā)生變化。
制造工藝。
應變力-張力傳感器的工作原理和總體結構決定了在生產(chǎn)過(guò)程中有些工藝需要人工操作,而人為因素又嚴重影響著(zhù)測力傳感器的質(zhì)量。因此,必須制定科學(xué)、合理、重復的制造過(guò)程,增加電子計算機控制的自動(dòng)化或半自動(dòng)化過(guò)程,盡量減少人為因素對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。
張力傳感器的結構。
張力傳感器的彈性元件、外殼、膜膜、上壓頭和下壓墊的設計必須確保結構在承載后不會(huì )產(chǎn)生性能波動(dòng),或性能波動(dòng)非常小。因此,在設計張力傳感器時(shí),應變區應盡可能單一,應力均勻,貼片部分應為平面,結構保證一定的偏心載荷和側向載荷能力,安裝力遠離應變區,測量時(shí)應避免載荷支撐點(diǎn)的位移。雖然張力傳感器是一種裝配制造產(chǎn)品,但應盡可能設計成整體結構,以確保最佳的技術(shù)性能和長(cháng)期穩定性。
機械加工和熱處理工藝。
加工過(guò)程中,由于彈性元件表面變形不均勻,會(huì )產(chǎn)生很大的殘余應力。切割量越大,殘余應力越大,磨削產(chǎn)生的殘余應力最大。因此,應制定合理的加工工藝,并規定適當的切割量。由于冷卻溫度不均及金屬材料的改變,在熱處理過(guò)程中,彈性元件在芯面和表面產(chǎn)生了不同方向的殘余應力,其核心是拉應力,表面是壓應力。為了消除殘余應力并減小殘余應力,必須采用內部方向相反的應力來(lái)消除殘余應力。
補償和調整電路。
應變張力傳感器屬于裝配制造,產(chǎn)品形成后的補丁橋。張力傳感器的一些性能指標因內部不可避免的缺陷及外界環(huán)境條件的影響,不能達到設計要求,必須對各種電路進(jìn)行補償和調整,以提高張力傳感器自身的穩定性和外部環(huán)境的穩定性。完善的電路補償技術(shù)對提高張力傳感器的穩定性至關(guān)重要。
保護和密封。
在張力傳感器制造過(guò)程中,保護與密封是張力傳感器在受外界環(huán)境和感應環(huán)境的影響、穩定可靠地工作的根本保證。如果保護密封不良,彈性元件上的電阻應變計和應變粘合劑層會(huì )吸收空氣中的水,導致粘合強度和剛度下降,導致零漂移和輸出不規則變化,直到張力傳感器失效。
所以,有效的保護密封是測力傳感器長(cháng)時(shí)間穩定工作的基本保證,否則會(huì )浪費各種工藝成果。
提高測力傳感器穩定性最重要的方法是采取各種技術(shù)措施和工藝手段,模擬使用條件,進(jìn)行有效的人工試驗,盡可能釋放殘余應力,盡量減少其性能波動(dòng)。
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