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卓扬测控(图),微型称重传感器,传感器

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称重传感器在生产和使用过程中的常见故障分析-?蠕变误差

引起蠕变误差的主要因素为:

(1)弹性元件金属材料中,支配弹性后效(蠕变)因素的综合,其因素主要是材料的*结构、热处理工艺过程、稳定处理工艺、良好工作应力。

(2)弹性元件表面应变传递给应变胶粘剂胶层和电阻应变计基底时,产生较大剪应力,使其黏弹性减弱出现黏滞流动(电阻应变计基底与胶层之间发生滑动),传感器,即黏弹性后效。

(3)电阻应变计敏感栅材料由于扩散而引起原子从新分布,使蠕变*力减小。

(4)弹性元件绝热温度变化的热弹性效应影响。

从称重传感器蠕变误差的具体分析中,完全证明了上述因素对蠕变性能的影响:

(1)弹性元件金属材料及热处理状态选择不当,材料本身固有蠕变较大。

(2)电阻应变计基底和应变胶粘剂层过厚且固化不完全,承受应变后基底与胶层之间发生滑动,产生蠕滑效应使输出随时间而减少,机械应变越大、胶粘层越厚,蠕变越大。

(3)电阻应变计基底和敏感栅尺寸选择不合理,微型称重传感器,导致电阻应变计端头剪应力过大,微型测力传感器,使胶粘剂层剪切模量降低,刚度减小,蠕变*。

(4)弹性元件应变区的工作应力过高,受载后由于内应力急剧变化而产生温度变化,来不及向周围传导和与环境对流交换,使应变区产生绝热温度变化。

(5)量程小的称重传感器蠕变误差较大,这是因为弹性元件金属材料的正蠕变由于应变梁薄而*的缘故。目前较为盛行的看法是由于机械加工弹性元件****外层金属材料损失了一些弹性,对其刚性造成较大影响,因此正蠕变值变大。

(6)对蠕变效应的研究结果证明,敏感栅长的比敏感栅短的电阻应变计蠕变小;热固型比冷固型应变胶粘剂蠕变小;粘贴电阻应变计胶层薄(以5μm为较好)的比胶层厚的蠕变小;粘贴在弹性元件上的电阻应变计进行老化处理的比不进行老化处理的蠕变小。






圆柱、圆筒式称重传感器概述

圆柱、圆筒式称重传感器以其结构简单紧凑,体积小,量程大,重量轻;弹性元件与保护外壳的几何形状为简单的圆柱、圆筒形,容易加工出较高的尺寸和形位精度;弹性元件刚度大,固有频率高,动态响应快;加载承载边界可设计成双平面、一平面一球面、双球面多种结构形式等特点,在各种结构的大型电子衡器中得到较为广泛的应用。具有相同截面积的圆筒式与圆柱式弹性元件,对于纯轴向载荷的刚度相同,但圆筒式结构的弹性元件有更大的惯性矩,所以它具有更好的*弯曲能力,多应用于大型电子吊钩秤。

从称重传感器弹性元件设计原则分析,尽管圆柱、圆筒式弹性元件具有十分突出的特点,但其固有线性差,容易产生旋转误差等缺点也是非常致命的。因此必须作好弹性元件、保护外壳、压头底垫结构设计和非线性补偿,才能使其达到较高的准确度等级。圆柱、圆筒式称重传感器产生非线性误差的主要因素是:

(1)面积效应影响。弹性元件承受拉向、压向载荷时,应变区截面积变化,导致P—σ关系的非线性;

(2)泊松比效应影响。即弹性元件轴向和环向应变相差较大,致使电桥内某一桥臂电阻的变化与相邻桥臂电阻的反向变化不匹配所引起的电桥非线性误差。

(3)材料性能影响。应力应变关系主要是弹性元件材料的误差,当应变程度较高时,其应力应变关系并非完全线性,且滞后、蠕变及弹性模量不是理想的常数,载荷增加时非线性也增加;

(4)焊接密封膜片影响。主要是非线性的密封模片对载荷的分路作用,即当环境温度变化时,由于焊接膜片与外壳组成超静定结构,因变形不协调而产生内应力,外壳尺寸改变导致密封腔内气体压力变化,引起称重传感器温度*移。

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