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張力傳感器的設(shè)計須確保不會產(chǎn)生性能波動

時間:2022-01-19 點擊次數(shù):

測力傳感器的性能不穩(wěn)定,會導(dǎo)致輸出信號出錯,給用戶帶來不便。因此,確保設(shè)備性能穩(wěn)定至關(guān)重要,但影響其不穩(wěn)定性的因素很多。為了便于調(diào)查,讓我們來看看幾個常見的影響因素。

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期穩(wěn)定性具有重要意義。選用高強(qiáng)度、高彈性、低彈性模量、溫度穩(wěn)定度好、彈性遲滯小的加工、熱處理后殘余應(yīng)力小的材料。數(shù)據(jù)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(yīng)力就很小。還應(yīng)特別注意彈性模量的穩(wěn)定性,要求材料的彈性模具在張力傳感器的使用壽命內(nèi)不會發(fā)生變化。

制造工藝。

應(yīng)變力-張力傳感器的工作原理和總體結(jié)構(gòu)決定了在生產(chǎn)過程中有些工藝需要人工操作,而人為因素又嚴(yán)重影響著測力傳感器的質(zhì)量。因此,必須制定科學(xué)、合理、重復(fù)的制造過程,增加電子計算機(jī)控制的自動化或半自動化過程,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(jié)構(gòu)。

張力傳感器的彈性元件、外殼、膜膜、上壓頭和下壓墊的設(shè)計必須確保結(jié)構(gòu)在承載后不會產(chǎn)生性能波動,或性能波動非常小。因此,在設(shè)計張力傳感器時,應(yīng)變區(qū)應(yīng)盡可能單一,應(yīng)力均勻,貼片部分應(yīng)為平面,結(jié)構(gòu)保證一定的偏心載荷和側(cè)向載荷能力,安裝力遠(yuǎn)離應(yīng)變區(qū),測量時應(yīng)避免載荷支撐點的位移。雖然張力傳感器是一種裝配制造產(chǎn)品,但應(yīng)盡可能設(shè)計成整體結(jié)構(gòu),以確保最佳的技術(shù)性能和長期穩(wěn)定性。

機(jī)械加工和熱處理工藝。

加工過程中,由于彈性元件表面變形不均勻,會產(chǎn)生很大的殘余應(yīng)力。切割量越大,殘余應(yīng)力越大,磨削產(chǎn)生的殘余應(yīng)力最大。因此,應(yīng)制定合理的加工工藝,并規(guī)定適當(dāng)?shù)那懈盍俊S捎诶鋮s溫度不均及金屬材料的改變,在熱處理過程中,彈性元件在芯面和表面產(chǎn)生了不同方向的殘余應(yīng)力,其核心是拉應(yīng)力,表面是壓應(yīng)力。為了消除殘余應(yīng)力并減小殘余應(yīng)力,必須采用內(nèi)部方向相反的應(yīng)力來消除殘余應(yīng)力。

補(bǔ)償和調(diào)整電路。

應(yīng)變張力傳感器屬于裝配制造,產(chǎn)品形成后的補(bǔ)丁橋。張力傳感器的一些性能指標(biāo)因內(nèi)部不可避免的缺陷及外界環(huán)境條件的影響,不能達(dá)到設(shè)計要求,必須對各種電路進(jìn)行補(bǔ)償和調(diào)整,以提高張力傳感器自身的穩(wěn)定性和外部環(huán)境的穩(wěn)定性。完善的電路補(bǔ)償技術(shù)對提高張力傳感器的穩(wěn)定性至關(guān)重要。

保護(hù)和密封。

在張力傳感器制造過程中,保護(hù)與密封是張力傳感器在受外界環(huán)境和感應(yīng)環(huán)境的影響、穩(wěn)定可靠地工作的根本保證。如果保護(hù)密封不良,彈性元件上的電阻應(yīng)變計和應(yīng)變粘合劑層會吸收空氣中的水,導(dǎo)致粘合強(qiáng)度和剛度下降,導(dǎo)致零漂移和輸出不規(guī)則變化,直到張力傳感器失效。

所以,有效的保護(hù)密封是測力傳感器長時間穩(wěn)定工作的基本保證,否則會浪費各種工藝成果。

提高測力傳感器穩(wěn)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(yīng)力,盡量減少其性能波動。

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