影響測力傳感器的因素(影響傳感器精度的主要因素)

影響傳感器精度的主要因素有哪些？其實(shí)影響測力傳感器穩(wěn)定性的因素有很多，綜合一下過往項(xiàng)目的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下：

測力傳感器的結(jié)構(gòu)。

測量傳感器彈性元件、外殼、膜、上壓頭、下壓墊的設(shè)計(jì)必須保證加載后不會在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生性能波動，或者性能波動很小。因此，在測量傳感器的設(shè)計(jì)中，應(yīng)變區(qū)域的應(yīng)力應(yīng)盡可能單獨(dú)均勻；補(bǔ)丁部分應(yīng)為平面；結(jié)構(gòu)上，確保一定的抗偏心載荷和橫向載荷能力；安裝力遠(yuǎn)離應(yīng)變區(qū)域。負(fù)載支撐點(diǎn)的位移應(yīng)避免在測量過程中。雖然測力傳感器是一種裝配和制造產(chǎn)品，但為了保證最佳的技術(shù)性能和長期穩(wěn)定性，應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)成整體結(jié)構(gòu)。

金屬材料的彈性元件。

彈性元件的金屬材料對測力傳感器的綜合性能和長期穩(wěn)定性起著關(guān)鍵作用。選用強(qiáng)度極限和彈性極限高、彈性模量時間好、溫度穩(wěn)定性好、彈性滯后小、機(jī)械加工和熱處理產(chǎn)生的殘余應(yīng)力小的材料。有數(shù)據(jù)表明，只要材料淬火后塑性好，機(jī)械加工和熱處理后的殘余應(yīng)力就很小。在測量傳感器的使用壽命內(nèi)，還應(yīng)特別注意彈性模量的穩(wěn)定性。

機(jī)械加工及熱處理工藝。

在加工過程中，由于表面變形切割不均勻，殘余應(yīng)力越大，磨削產(chǎn)生的殘余應(yīng)力最大。因此，應(yīng)制定合理的加工工藝，并規(guī)定適當(dāng)?shù)那懈盍?。在熱處理過程中，由于冷卻溫度不均勻和金屬材料的變化，彈性元件在芯和表面產(chǎn)生不同方向的殘余應(yīng)力?；鼗疬^程中必須產(chǎn)生相反方向的應(yīng)力，以抵消殘余應(yīng)力，減少殘余應(yīng)力的影響。

電阻應(yīng)變計(jì)應(yīng)具有最佳性能，要求靈敏系數(shù)穩(wěn)定性好，熱輸出小，機(jī)械滯后和蠕變小，應(yīng)變量1000×10小時，疲勞壽命108，電阻偏差小，批次質(zhì)量均勻性好。應(yīng)變粘合劑應(yīng)具有較高的粘結(jié)強(qiáng)度和較高的剪切強(qiáng)度；彈性模量大且穩(wěn)定；良好的電氣絕緣性能；與彈性元件相同或相似的熱膨脹系數(shù)；蠕變和滯后收縮等。隨著粘接層厚度的增加，粘接電阻應(yīng)變計(jì)必須嚴(yán)格控制粘接層厚度。

這是因?yàn)楸∧z層需要更大的應(yīng)力變形，不易流動和蠕變，界面內(nèi)應(yīng)力小，氣泡和缺陷的可能性相對較小，應(yīng)變傳輸性能好，只要保護(hù)密封能達(dá)到更高的穩(wěn)定性水平。

制造工藝。

應(yīng)變力測量傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu)決定了生產(chǎn)過程中的一些工藝必須手動操作，人為因素對測量傳感器的質(zhì)量有很大的影響。因此，必須制定科學(xué)、合理、可重復(fù)的制造過程，增加電子計(jì)算機(jī)控制的自動化或半自動化過程，盡量減少人為因素對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

補(bǔ)償和調(diào)整電路。

應(yīng)變力測量傳感器屬于裝配制造，芯片橋后形成產(chǎn)品，由于內(nèi)部缺陷和外部環(huán)境條件，部分性能指標(biāo)不能滿足設(shè)計(jì)要求，必須進(jìn)行各種電路補(bǔ)償和調(diào)整，提高測量傳感器本身的穩(wěn)定性和外部環(huán)境條件的穩(wěn)定性。完善精細(xì)的電路補(bǔ)償技術(shù)是提高傳感器穩(wěn)定性的重要環(huán)節(jié)。

保護(hù)和密封。

保護(hù)和密封是測力傳感器制造過程中的關(guān)鍵過程，是耐客觀環(huán)境和感應(yīng)環(huán)境影響的測力傳感器穩(wěn)定可靠工作的基本保證。如果保護(hù)密封不良，彈性元件上的電阻應(yīng)變計(jì)和應(yīng)變粘合劑層會吸收空氣中的水，降低粘合強(qiáng)度和剛度，導(dǎo)致零漂移和輸出變化不規(guī)則，直到傳感器失效。

因此，有效的保護(hù)密封是測力傳感器長期穩(wěn)定工作的根本保證，否則會浪費(fèi)各種工藝成果。

穩(wěn)定性處理(老化試驗(yàn))

提高測力傳感器穩(wěn)定性最重要的方法是采取各種技術(shù)措施和工藝手段，模擬使用條件，進(jìn)行有效的人工成熟度測試，盡可能釋放殘余應(yīng)力，減少其性能波動。