應(yīng)變式稱重傳感器的性介紹

把比較復(fù)雜系統(tǒng)的性方法引入稱重傳感器性，采用系統(tǒng)化的分析程序進(jìn)行故
障模式與嚴(yán)重度分析，查明可能存在的隱患，采取措施改進(jìn)，目前還有較大困難。因?yàn)榉Q重傳
感器的性是屬于指數(shù)分布還是威布爾分布還有待于進(jìn)步認(rèn)識。但根據(jù)稱重傳感器的工作原
理、和應(yīng)用情況，從殘余應(yīng)力影響，元器件和密封材料老化，電阻應(yīng)變計(jì)疲勞積累等方面
分析，個(gè)合乎邏輯的處理就是按其功能將稱重傳感器各個(gè)相互作用又相互的組成部分，獨(dú)立
出來分別研究。例如彈性元件材料及熱處理；電阻應(yīng)變計(jì)及應(yīng)變膠粘劑；電路補(bǔ)償元器件
與補(bǔ)償；防護(hù)密封材料與密封等。稱重傳感器的技術(shù)指標(biāo)確定后，不能像個(gè)比較復(fù)
雜系統(tǒng)那樣，將技術(shù)指標(biāo)分配給各分系統(tǒng)、單機(jī)或部件，為性提供定量的。因?yàn)榉Q重
傳感器的各組成部分是相互作用又相互的，可以說都是稱重傳感器的基礎(chǔ)，哪個(gè)環(huán)節(jié)的故障
率，都對稱重傳感器的性產(chǎn)生較大影響，因此，須作好稱重傳感器性的基礎(chǔ)。 
1、彈性元件的性 
彈性元件的結(jié)構(gòu)是稱重傳感器的基礎(chǔ)，是穩(wěn)定性和性的重要因素。因此，彈性元件及其保

護(hù)外殼、焊接密封膜片、上下承載壓頭和壓墊的，須稱重傳感器受載后在結(jié)構(gòu)上不產(chǎn)生
波動，或使其波動減至zui小。為得到較的性，在彈性元件結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)盡量作到：
應(yīng)變區(qū)受力單，應(yīng)力分布均勻，應(yīng)變程度不應(yīng)太，非應(yīng)變區(qū)應(yīng)處于低應(yīng)力水平，即應(yīng)變區(qū)之外
不能有于應(yīng)變區(qū)的應(yīng)力場和應(yīng)力集中處；自身結(jié)構(gòu)或利用保護(hù)外殼使其具有較的偏心和
側(cè)向載荷的能力，克服非測量載荷的影響；安裝力遠(yuǎn)離應(yīng)變區(qū)，引入載荷的壓頭和承受載荷的壓墊
受力合理，避免載荷引入點(diǎn)和支承點(diǎn)的位移；粘貼電阻應(yīng)變計(jì)的表面盡量為平面，并有足夠的工作
面積，為貼片作業(yè)和防護(hù)密封創(chuàng)造有利條件。盡管稱重傳感器屬于裝配部件，但為了*
和它能穩(wěn)定的工作，在結(jié)構(gòu)時(shí)須盡量減少零部件，提集成化程度，盡可能是個(gè)
整體結(jié)構(gòu)，因?yàn)楦鬟B接件之間的位移都可以引起非線性和離散性。 
2、彈性元件材料及熱處理選擇 
彈性元件材料及熱處理對稱重傳感器的綜合指標(biāo)，長期穩(wěn)定性和工作性有較大影
響，是稱重傳感器性的關(guān)鍵問題。特別是不銹鋼彈性元件材料的固溶熱處理及時(shí)效方
法直接決定稱重傳感器的和性。從彈性元件材料的彈性模量、滯彈性效應(yīng)、殘余應(yīng)力影響
和疲勞等方面考慮，應(yīng)盡量選擇彈性限和屈服限；彈性模量的時(shí)間與溫度穩(wěn)定；彈性
滯后與彈性后效小；振動、沖擊，疲勞能力；鍛造、機(jī)械加工和熱處理好且產(chǎn)生殘
余應(yīng)力小的金屬材料。要使某種金屬材料同時(shí)具備上述各項(xiàng)是很難作到的，但可以某些
控制方法和處理后，使其盡量滿足或接近上述各項(xiàng)要求。在彈性元件材料上提稱重傳感器性
的途徑是要求成份的純度和材質(zhì)的均勻性，不突出某單項(xiàng)指標(biāo)，綜合良好，特
別要試驗(yàn)出*熱處理和時(shí)效制度。例如 0Cr17Ni4Cu4Nb 沉淀硬化不銹鋼，就須在固溶熱
處理及兩次時(shí)效法或冷卻處理加時(shí)效法上多進(jìn)行試驗(yàn)，確定滿足稱重傳感器綜合能和性要
求的熱處理與時(shí)效制度。 
3、電阻應(yīng)變計(jì)選擇 
電阻應(yīng)變計(jì)是稱重傳感器的核心部件，其穩(wěn)定性和性在很大程度上決定稱重傳感器的穩(wěn)定
性和性，因此是性控制的重要環(huán)節(jié)。由于電阻應(yīng)變計(jì)試驗(yàn)測試后不能二次使用，只能測量
出實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件下的疲勞壽命，這給研究工作帶來較大困難。目前外稱重傳感器，
對電阻應(yīng)變計(jì)性的控制，通常圍繞敏感柵結(jié)構(gòu)形式、影響性的諸因素和工作特性篩選等問
題進(jìn)行。 
（1）電阻應(yīng)變計(jì)的結(jié)構(gòu) 
稱重傳感器用電阻應(yīng)變計(jì)的結(jié)構(gòu)，不能停留在傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)水平上，只是在柵長、柵寬
和電阻值上做文章，而重點(diǎn)應(yīng)對電阻應(yīng)變計(jì)的應(yīng)變傳遞理論、工作穩(wěn)定性和疲勞壽命進(jìn)行研究。生
產(chǎn)實(shí)踐證明，在相同結(jié)構(gòu)的稱重傳感器上，粘貼不同結(jié)構(gòu)的電阻應(yīng)變計(jì)，其蠕變指標(biāo)、達(dá)到同準(zhǔn)
確度等級的合格率和疲勞壽命有明顯差異，這都是對電阻應(yīng)變計(jì)的應(yīng)變傳遞理論、蠕變機(jī)理等研究

不夠致。稱重傳感器用電阻應(yīng)變計(jì)，多采用平面和三維問題有限單元分析方法，對應(yīng)變傳遞，基
底和覆蓋層的力學(xué)效果及*厚度，敏感柵的端部效應(yīng)及端部形狀與蠕變的關(guān)系，基底厚度對滯后
的影響等進(jìn)行分析與選擇，出滿足稱重傳感器綜合指標(biāo)和性要求的電阻應(yīng)變計(jì)結(jié)構(gòu)。 
（2）影響電阻應(yīng)變計(jì)性諸因素 
電阻應(yīng)變計(jì)的結(jié)構(gòu)、和應(yīng)變傳遞原理決定了大批量的產(chǎn)品，不可避免的產(chǎn)生
些缺陷，直接影響電阻應(yīng)變計(jì)的長期穩(wěn)定性和工作性。

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