提高测力传感器的稳定性除处理好上述各种因素的影响外,重要的途径就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老练试验,尽量多的释放残余应力使其性能波动减至小。如果防护密封不良,粘贴在弹性元件上的电阻应变计及应变粘结剂胶层,都会吸收空气中的水分而产生增塑,造成粘结强度和刚度下降,引起零点漂移和输出无规律变化,直至测力传感器失效。在受到外力作用后,粘贴在弹性体的应变片随之产生形变引起电阻变化,电阻变化使组成的惠斯登电桥失去平衡输出一个与外力成线性正比变化的电量电信号。
测力传感器的弹性元件、外壳、膜片及上压头、下压垫的设计,都必须保证受载后在结构上不产生性能波动,或性能波动很小,为此在测力传感器设计时,应尽量作到应变区受力单一,应力均匀一致;贴片部位为平面;在结构上保证具有一定的抗偏心载荷和侧向载荷的能力;安装力远离应变区,测量时应避免载荷支承点的位移。尽管测力传感器属于装配制造产品,但为了保证具有技术性能和长期稳定性,尽可能将它设计成一个整体结构。防护与密封是测力传感器制造工艺流程中的要害工序,是测力传感器耐受客观环境和感应环境影响而能稳定工作的根本保障。传感器(英文名称:transducer/sensor)是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
在焊接技术及设备不充分的测力传感器初期阶段,均采用硅橡胶密封胶系列。硅橡胶具有长期化学稳定性,因此,防腐、防潮、耐老化、绝缘等各项性能优异,长期以来一直是所有密封胶的产品。弹性元件在热处理过程中,由于冷却温度不均匀和金属材料相变等原因,在芯部和表层产生方向不同的残余应力,其芯部为拉应力,表层为压应力。必须通过回火处理工艺,在其内部产生方向相反的应力,与残余应力相互抵消,减少残余应力的影响。应变式测力传感器属于装配制造的,贴片组桥后就形成了产品,由于内部不可避免的产生一些缺陷和外界环境条件的影响,测力传感器的某一些性能指标达不到设计的要求,因此就必须进行各项的电路补偿与调整,提高测力传感器本身的稳定性和对外部环境条件的稳定性。完善而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。
应变粘结剂应具有粘结强度大,抗剪强度高;弹性模量较大且稳定;电绝缘性能好;具有与弹性元件相同或相近的热膨胀系数;蠕变和滞后小;固化时胶层体积收缩小等。粘贴电阻应变计时一定要严格控制胶层厚度,因为粘结强度随胶层厚度的增加而降低。电阻应变片的组成复杂,是复合型制造产品,应变片的基材和应变铜质的组合千变万化,根据其应变要求,目前,大约有近千种产品。一般,基材采用高分子薄膜材料,应变材质为高纯度康铜。
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