影响测力传感器稳定性的因素有哪些?

 新闻资讯     |      2022-05-12 14:58:23    |      小编

影响测力传感器稳定性的因素很多,可以概括为:

1.测力传感器的结构。

力测量传感器的弹性元件、外壳、隔膜、上压头、下压垫的设计必须保证承载后结构无性能波动或性能波动小。因此,在力测量传感器的设计中,应变区域应力应尽可能单一,应力应尽可能均匀,补丁部分应平整,确保一定的偏心载荷和横向载荷能力,安装力应远离应变区域,避免载荷支撑点的位移。虽然力量测量传感器是一种组装产品,但它被设计成一个整体结构,以确保最佳的技术性能和长期稳定性。

2.金属材料的弹性元件。

弹性元件的金属材料在测量传感器的综合性能和长期稳定性方面起着关键作用。选用强度极限和弹性极限高、弹性模量时间和温度稳定性好、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,加工和热处理后残余应力小。还应特别注意弹性模量随时间的稳定性,并要求材料的弹性模在力测量传感器的使用寿命内不变。

3.机械加工和热处理工艺。

由于表面变形不均匀,弹性元件在加工过程中产生较大的残余应力。切割量越大,残余应力越大,研磨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,由于冷却温度和金属材料的不均匀变化,弹性元件在芯和表面产生不同方向的残余应力,其芯为拉应力,表面为压应力。为了减少残余应力的影响,必须在其内部产生相反的应力,并相互抵消残余应力。

4.电阻应变计和应变粘剂。

电阻应变计应具有最佳性能,要求灵敏度系数稳定性好,热输出小,机械滞后,蠕变小,应变量1000×10疲劳寿命108,电阻值偏差小,批量质量好。应变粘合剂应具有高粘合强度、高剪切强度、大弹性模量和稳定性、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、蠕变和滞后性;固化过程中胶层体积收缩。由于粘合强度随着粘合层厚度的增加而降低,因此必须严格控制粘合层的厚度。

这是因为薄橡胶层需要更大的应力来变形,不容易产生流动和蠕变,界面上的内部应力很小,产生气泡和缺陷的机会相对较小,具有良好的应变传输性能,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。

应变测量传感器的工作原理和整体结构决定了生产过程中的某些过程必须手动操作,人为因素对测量传感器的质量影响很大。因此,有必要制定科学、合理、可重复的制造过程,增加电子计算机控制的自动或半自动过程,以减少人为因素对产品质量的影响。

6.补偿和调整电路。

应变力测量传感器属于装配制造,补丁桥形成产品,由于内部不可避免的缺陷和外部环境条件,力传感器部分性能指标不能满足设计要求,必须进行电路补偿和调整,提高力传感器本身的稳定性和外部环境条件的稳定性。完善、精细的电路补偿过程是提高力量测量传感器稳定性的重要环节。

7.保护和密封。

保护和密封是力量测量传感器制造过程中的关键过程,是力量测量传感器稳定可靠工作的基本保证,能够承受客观环境和感应环境的影响。如果保护密封不良,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,降低粘合强度和刚度,导致零漂移和输出不规则变化,直到力测量传感器失效。

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,否则以前的工艺成果将白费。

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,模拟使用条件,进行有效的人工复杂试验,尽可能释放残余应力,减少性能波动。