應(yīng)變式傳感器_傳感器_卓揚(yáng)測(cè)控制造

稱重傳感器彈性元件的可靠性設(shè)計(jì)，彈性元件的結(jié)構(gòu)是稱重傳感器的基礎(chǔ)，是穩(wěn)定性和可靠性的重要因素。因此，彈性元件結(jié)構(gòu)及其配套的保護(hù)外殼、密封膜片、承載壓頭壓墊的設(shè)計(jì)必須保證稱重傳感器受載后，在結(jié)構(gòu)上不產(chǎn)生性能波動(dòng)或使其性能波動(dòng)減少。為得到較高的固有可靠性，彈性元件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)作到應(yīng)變區(qū)受力單一，應(yīng)力均勻穩(wěn)定；外載荷的引入、邊界支承條件不影響應(yīng)變區(qū)；抗偏心及側(cè)向載荷能力強(qiáng)；減少零部件，提高集成化程度，盡可能是一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。

彈性元件材料及熱處理工藝對(duì)稱重傳感器的綜合性能，長(zhǎng)期穩(wěn)定性和工作可靠性影響較大，是稱重傳感器可靠性設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題，更是提高可靠性的有效途徑。因此必須跳出結(jié)構(gòu)材料的框框，把其當(dāng)成功能材料來選擇。從彈性元件材料的彈性模量、滯彈性效應(yīng)、熱彈性效應(yīng)、殘余應(yīng)力影響等方面考慮，微型稱重傳感器，應(yīng)盡量選擇強(qiáng)度極限和屈服極限高；彈性模量的時(shí)間與溫度穩(wěn)定性好；彈性滯后與彈性后效??；耐振動(dòng)、沖擊性能好；冷、熱加工產(chǎn)生殘余應(yīng)力小的金屬材料。對(duì)上述要求不突出某一單項(xiàng)指標(biāo)，應(yīng)追求綜合性能良好，特別是要通過試驗(yàn)得出較好的熱處理工藝和時(shí)效制度。

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在選擇稱重傳感器彈性元件結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)變式傳感器，其固有線性至關(guān)重要。引起非線性誤差的主要因素是彈性元件、電阻應(yīng)變計(jì)、惠斯通電橋，較小的因素是制造工藝。電阻應(yīng)變計(jì)只要選擇合理其非線性誤差通常是很小的?；菟雇姌虻姆蔷€性誤差取決于多少橋臂是工作臂、橋臂的組成與連接方式、各電阻應(yīng)變計(jì)的應(yīng)變值。彈性元件的非線性起決定性作用，其非線性誤差可能來自：

（1）應(yīng)變區(qū)的面積效應(yīng)；

（2）變形大，應(yīng)變程度高；

（3）泊松效應(yīng)導(dǎo)致載荷與應(yīng)力（P－σ）關(guān)系的非線性；

（4）邊界條件和密封膜片的載荷的分路作用；

（5）彈性元件材料特性的非線性，即應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系并非完全線性。

這些因素在確定彈性元件結(jié)構(gòu)及邊界條件，選擇金屬材料熱處理規(guī)范，S型傳感器，電阻應(yīng)變計(jì)結(jié)構(gòu)、尺寸及工作特性時(shí)都應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化組合。

本文以最基本較簡(jiǎn)單的兩端固支矩形截面粱為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用簡(jiǎn)支理論分析進(jìn)行簡(jiǎn)化，建立數(shù)學(xué)模型研究應(yīng)力、應(yīng)變張量，傳感器，求得電阻應(yīng)變計(jì)較好粘貼位置。并以輪輻式稱重傳感器為例，分析和推算電阻應(yīng)變計(jì)在彈性元件上的定位誤差。

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