扭矩传感器,传感器,生产厂家

圆柱、圆筒式弹性元件的旋转误差是附加的非测量应变量的函数，其影响因素是：

（1）圆柱、圆筒式弹性元件、引入载荷的压头、承受载荷的底垫机械加工的形位误差影响，主要是同心度、对称度、平行度超差引起的各方位应变量不同；

（2）电阻应变计工作特性和弹性元件上电阻应变计的*误差，引起的附加应变量。

从前，对圆柱、圆筒式称重传感器的非线性误差，多以理论分析为主，其结论大致相同：称重传感器本身（包括弹性元件、电阻应变计、电桥电路）固有的非线性误差一般比较小，对准确度影响不大；弹性元件应变区的应变梯度和电阻应变计*偏差对非线性影响甚大，减小此值可较大减少非线性误差；弹性元件、压头、底垫尺寸对应变区的应变梯度有影响，结构设计不合理将导致较大的非线性误差等等，没有跳出传统的理论分析模式。现代称重传感器结构设计与计算，应采用数学分析手段建立各项特性的数学模型，通过数学拟合公式对相关误差进行分析和推算，给非线性补偿技术奠定理论基础。为此必须掌握圆柱、圆筒式弹性元件结构特点，非理想加载（如偏心载荷、侧向载荷）、物理变量（如温度、压力、振动）对非线性的影响。本文通过建立数学模型和数学分析方法，对圆柱、圆筒式弹性元件应变区面积效应产生的误差，金属材料泊松比引起的电桥电路非线性误差，焊接密封膜片对载荷分路作用造成的非线性误差和电阻应变计*偏差产生的旋转加荷误差进行分析。

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称重传感器的弹性元件在外载荷作用下产生变形时，应该是加载后立即变形，卸载后立即恢复，微型传感器，应力与应变同步进行，与时间无关。但实际上弹性元件在弹性变形时，加载线与卸载线并不重合，应变落后于应力，经过一段时间才能达到完全弹性变形或完全消除弹性变形，这种现象称为弹性滞后，弹性元件所用金属材料和结构形式是产生滞后的主要因素。通过合理的热处理工艺对金属材料的弹性滞后加以控制后，弹性元件的结构就成为产生滞后的重要因素。

对于圆柱结构的压式称重传感器，在加载后卸掉载荷时，由于底部接触面上的摩擦力，阻滞其环向变形的恢复而产生滞后。

对于双剪梁型称重传感器，弹性元件与底座接触面的滑动是产生滞后误差的重要原因。在加、卸载过程中，双剪梁弹性元件与底座滑动方向相反，因此作用在弹性元件上的摩擦力方向也相反，正是此摩擦力造成应变区剪应力变化。接触面摩擦系数大，随着载荷的增加滞后的值由小变大。盲孔中心到弹性元件端面的距离太小，底摩擦力对应变区的影响也较大。

为减少称重传感器的滞后误差，测力传感器，首先在结构设计上保证滞后较小，采用无摩擦设计。称重传感器的摩擦分为外部摩擦和内部摩擦两大类，外部摩擦是指弹性元件承载球面与压头，底面与压垫或基础之间的摩擦；内部摩擦是指弹性元件局部应力集中，造成晶格之间位错所产生的摩擦。这两种摩擦均使滞后和非线性误差显著增加，因此只要结构允许应尽量采用无摩擦设计。

（1）弹性元件的底面必须为平面时，应设计成刚度大，接触面积小的平面，且选用低摩擦系数的压垫或设计自由底座；

（2）称重传感器的上压头、下压垫应采用无摩擦设计，例如球面结构，使加载、承载面为点接触（实为接触圆）；

（3）称重传感器弹性元件的设计尽量选用整体式结构，使载荷的引入和传递无接触问题，如S型，整体剪切型弹性元件；

（4）采用柔性隔离方法，即用铰接方法把弹性元件和承载底座联接起来，利用铰接不传递力矩这一力学特性，将摩擦面与弹性元件隔离；

（5）合理的应力分布。应力水平过高，将引起弹性元件晶格之间相对位移，产生内部摩擦，因此应力水平应控制在弹性****限的1/3～1/4范围内。

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