如果測力傳感器性能不穩(wěn)定,輸出的信號就會錯誤,給用戶帶來不便。因此,保證設(shè)備性能穩(wěn)定很重要,但影響不穩(wěn)定的因素很多,為了便于調(diào)查,接下來我們來看看幾個常見的影響因素:
1、彈性元件的金屬材料。
彈性元件的金屬材料對測力傳感器的綜合性能和長期穩(wěn)定性起著重要作用。應(yīng)選擇強度極限和彈性極限高、彈性模量時間、溫度穩(wěn)定性好、彈性滯后小、機械加工和熱處理產(chǎn)生的殘余應(yīng)力小的材料。資料顯示,材料淬火后的塑性好,機械加工和熱處理后的剩馀應(yīng)力小。要特別重視彈性模具量隨時間的穩(wěn)定性,在測力傳感器壽命期間不改變材料彈性模具。
2、制造過程。
應(yīng)變式測力傳感器的工作原理和整體結(jié)構(gòu)決定了,在生產(chǎn)過程中有些工序必須手動操作,人為因素對測力傳感器的質(zhì)量有很大影響。因此,必須制定科學(xué)合理可重復(fù)的制造工藝流程,其中增加電子計算機控制的自動化或半自動化工藝,盡量減少人為因素對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。
3、測力傳感器的結(jié)構(gòu)。
測力傳感器的彈性部件、外殼、薄膜及上壓頭、下壓墊的設(shè)計,承載后必須保證結(jié)構(gòu)不發(fā)生性能變動,或者性能變動小。因此,在測力傳感器的設(shè)計中,應(yīng)盡量使應(yīng)變區(qū)域的受力單一,應(yīng)力均勻的芯片部位最好是平面的結(jié)構(gòu)上保證具有一定的偏心負荷和側(cè)向負荷的能力的安裝力遠離應(yīng)變區(qū)域,測量時應(yīng)避免負荷支承點的位移。測力傳感器雖然屬于組裝制造產(chǎn)品,但為了保證技術(shù)性能最好、穩(wěn)定性長,盡量設(shè)計成整體結(jié)構(gòu)。
4、機械加工和熱處理技術(shù)。
彈性元件在機械加工過程中,由于表面變形的不均勻,產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力,切削用量越大,殘余應(yīng)力越大,磨削加工產(chǎn)生的殘余應(yīng)力最大。因此,必須制定合理的加工技術(shù)和適當(dāng)?shù)那邢饔昧俊椥栽跓崽幚磉^程中,由于冷卻溫度不均勻和金屬材料變化等原因,在芯部和表層產(chǎn)生方向不同的殘留應(yīng)力,其芯部為拉伸應(yīng)力,表層為壓力。必須通過回火處理技術(shù),在其內(nèi)部產(chǎn)生方向相反的應(yīng)力,與剩馀應(yīng)力相抵消,減少剩馀應(yīng)力的影響。
5、電路補償和調(diào)整。
應(yīng)變式測力傳感器是組裝制造,芯片橋形成產(chǎn)品,內(nèi)部不可避免的缺陷和外部環(huán)境條件的影響,測力傳感器的性能指標(biāo)不符合設(shè)計要求,必須進行各回路補償和調(diào)整,提高測力傳感器本身的穩(wěn)定性和外部環(huán)境條件的穩(wěn)定性。完善細致的電路補償技術(shù)是提高測力傳感器穩(wěn)定性的重要環(huán)節(jié)。
6、保護和密封。
防護和密封是測力傳感器制造過程中的關(guān)鍵工序,是測力傳感器能夠承受客觀環(huán)境和感應(yīng)環(huán)境的影響,穩(wěn)定可靠工作的根本保障。防護密封不良時,粘貼在彈性元件上的電阻應(yīng)變計和應(yīng)變粘合劑的粘合層吸收空氣中的水分增塑,粘合強度和剛性下降,零點漂移和輸出不規(guī)則變化,直到測力傳感器故障為止。
因此,有效的防護密封是測力傳感器長期穩(wěn)定工作的基本保證。否則,各技術(shù)成果將被拋棄。
提高測力傳感器的穩(wěn)定性除了處理上述各種因素的影響外,最重要的方法是采取各種技術(shù)措施和技術(shù)手段,模擬使用條件進行有效的人工老練試驗,盡量釋放多馀的應(yīng)力,最大限度地減少性能變動。