机器人传感器|卓扬测控(在线咨询)|传感器

微型测力与称重传感器，高科技传感器，因其量程微小又要使它具有足够大的输出灵敏度，机器人传感器，弹性元件应变区会很薄，其刚度必然很差造成非线性、重复性和蠕变误差*，很难达到所需要的准确度级别。尽管采用低弹性模量的铝合金、镁合金、铍青铜材料做弹性元件，以增加应变区的刚度，但仍不能攻*这个问题。为使微型测力与称重传感器达到较高的准确度级别，在薄形弯曲梁式弹性元件结构已确定的情况下，还必须处理好灵敏度和刚度这对矛盾，因此设计时应对灵敏度和刚度取折衷方案。

德国学者C．Rohrbach 和 J．Lexow微型测力与称重传感器研究课题中的薄形弯曲梁式弹性元件的理论分析及试验测试成果，很好的说明了这个问题，值得我国称重传感器研制企业借鉴。他们用一个薄形悬臂弯曲梁式弹性元件来说明微型测力与称重传感器的一些根本性的问题。电阻应变计粘贴在薄形悬臂弯曲梁弹性元件的根部，传感器，并涂抹很薄的一层液态防护密封面胶。

弹性元件的厚度d可以小到0.05mm，而电阻应变计和防护涂层的厚度h却保持不变，一般为h=0.02～0.03mm。因此，弹性元件的特性几乎完全取决于电阻应变计基底、应变胶粘剂和防护涂层材料的特性。由于电阻应变计基底、覆盖层和胶粘剂均由酚醛或环氧树脂构成，它们的物理性能在很大程度上与温度密切相关随温度而定。例如，弹性模量随着温度的升高而降低，使输出灵敏度*；由于弹性元件很薄，刚度必然小，随着温度和湿度的变化，其初始应变值变化很大，致使弹性元件变形而引起零点*移。上述各种效应的影响，可通过*装置进行试验测量求得。

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圆柱式弹性元件在承受压向载荷时，截面积增加，使刚度和弹性模量均稍稍*，输出小于线性值，呈递减的抛物线；在承受拉向载荷时，截面积减少，使刚度和弹性模量均稍稍减小，输出大于线性值，呈递增的抛物线，两者均产生较大的非线性误差。

轴向应变每变化100με时，截面积变化引起的非线性误差为0.003％。剪切式和平行梁式称重传感器，在承受拉伸和压缩载荷时，智能传感器，弹性元件的容积是相等的，即应变区截面积不发生变化，因此固有线性好。可推导出圆柱、圆筒式称重传感器因截面积变化引起的非线性误差△1=±0.56ε。为使圆柱、圆筒式称重传感器具有较高的准确度等级，必须进行非线性补偿。

圆柱、圆筒式称重传感器弹性元件应变区利用的是轴向和径向应变，由于泊松比μ的影响，轴向与径向应变相差很大，为了****输出灵敏度S，必须加大轴向应变ε，而*ε必然使P－ε函数中产生非常量因子，因此加大了非线性误差。正如美国Vishay公司《测量集团技术评论》 第TN－507号“电桥非线性所引起的误差”一文指出“此误差乃是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，即圆柱式弹性元件的泊松比效应。圆柱式弹性元件的轴向应变每变化100με时，电桥的非线性约为0.007%”。可推导出的圆柱、圆筒式称重传感器因泊松比效应引起的非线性误差△2=0.72ε。

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