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测力传感器解决方案,看这一篇就够了!

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测力传感器解决方案,看这一篇就够了!

发布日期:2019-11-20 作者: 点击:

测力传感器的处理工艺有两种,一种是热处理法,另一种是机械处理法,今天我们主要来讲讲热处理法,看看该种处理工艺有何特点。传感器在生产过程中会采用工艺手段来使其尽快稳定下来,因为初始不稳定期需要释放残余的应力来稳定,而处理制造工艺流程中经常会使用的温度老化和电老化处理之外,还需要进行热处理和机械处理。热处理工艺是要如何进行的呢?

该处理工艺方法经常应用于铝合金测力传感器上,什么时候进行呢?在毛坯加工成弹性元件之后,这里主要有三种方法,分别是反淬火法、冷热循环法和恒温时效法。下面来详细说说。

什么是反淬火法?也被叫做深冷急热法,将铝合金弹性元件置于-196的液氮中,保温12小时后,迅速用新生的高速蒸汽喷射或放入沸水之中。因深冷与急热产生的应力方向相反而相互抵消,达到释放残余应力的目的。试验表明,采用液氮———高速蒸汽法可降低残余应力84%,采用液氮———沸水法可降低残余应力50%。

那么冷热循环法又是怎样的呢?冷热循环稳定性处理工艺为- 196×4小时/190×4小时,循环3次,可使残余应力下降90%左右,并且组织结构稳定,微量塑性变形抗力高,尺寸稳定性好。释放残余应力的效果如此明显,一是因为加热时原子热运动能量增加,点阵畸变减小或消失,内应力下降,上限温度越高,原子热运动越大塑性越好,越有利于残余应力释放。二是因为冷热温度梯度产生的热应力与残余应力相互作用,使其重新分布而获得残余应力下降的效果。

测力传感器通常将力转换为正比于作用力大小的电信号,使用十分方便,因而在工程领域及其他各种场合应用最为广泛。测力传感器种类繁多,依据不同的物理效应和检测原理可分为电阻应变式、压磁式、压电式、振弦式力传感器等。

测力传感器

在所有力传感器中,应变式力传感器应用为广泛。它能应用于从极小到很大的动、静态力的测量,且测量精度高,其使用量约占力传感器总量的90%左右。

应变式力传感器的工作原理与应变式压力传感器基本相同,它也是由弹性敏感元件和贴在其上的应变片组成。应变式力传感器首先把被测力转变成弹性元件的应变,再利用电阻应变效应测出应变,从而间接地测出力的大小。弹性元件的结构形式有柱形、筒形、环形、梁形、轮辐形、s形等。

应变片的布置和接桥方式,对于提高传感器的灵敏度和消除有害因素的影响有很大关系。根据电桥的加减特性和弹性元件的受力性质,在贴片位置许可的情况下,可贴4或8片应变片,其位置应是弹性元件应变最大的地方。

在实际测量中,被测力不可能正好沿着柱体的轴线作用,而总是与轴线成一微小的角度或微小的偏心,这就使得弹性柱体除了受纵向力作用外,还受到横向力和弯矩的作用,从而影响测量精度。

简单的柱式、筒式、梁式等弹性元件是根据正应力与载荷成正比的关系来测量的,它们存在着一些不易克服的缺点。

在轮辐式传感器中,把应变片贴到与切应力成45度的位置上,使它感受的仍是拉伸和压缩应变,但该应变不是由弯距产生的,而主要是由剪切力产生的,此即这类传感器的基本工作原理。这类传感器最突出的优点是抗过载能力强,能承受几倍于额定量程的过载。

压磁式力传感器的输出电势比较大,通常不必再放大,只要经过滤波整流后就可直接输出,但要求有一个稳定的激磁电源。压磁式力传感器可测量很大的力,抗过载能力强,能在恶劣条件下工作。但频率响应不高(1~10 kHz),测量精度一般在1%左右,也有精度更高的新型结构的压磁式力传感器。常用于冶金、矿山等重工业部门作为测力或称重传感器,例如在轧钢机上用来测量大的力以及用在吊车秤中。


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