測(cè)力傳感器內(nèi)部彈性原件的兩種制作方法

彈性元件是傳感器制造的重要組成部分。你知道如何制造彈性元件嗎？接下來，我們將解釋彈性元件的生產(chǎn)過程。：傳感器的性能波動(dòng)主要表現(xiàn)為零和靈敏度不穩(wěn)定，因?yàn)閺椥栽诳瞻族懺?、機(jī)械加工、熱處理、表面研磨、電阻應(yīng)變計(jì)粘貼和壓力固化過程中產(chǎn)生各種殘余應(yīng)力。

為了使測(cè)力傳感器在生產(chǎn)過程中通過初始不穩(wěn)定期模擬各種使用條件，使其盡快穩(wěn)定，稱為穩(wěn)定處理，也稱為人工老化試驗(yàn)。測(cè)力傳感器釋放殘余應(yīng)力有兩種穩(wěn)定處理方法，即熱處理和機(jī)械處理。

1、熱處理法。

鋁合金測(cè)力傳感器主要用于毛坯加工成彈性元件后的反淬火法、冷熱循環(huán)法和恒溫時(shí)效法。

(1)反淬火法。

在中國(guó)，也被稱為深冷熱法。將鋁合金彈性元件放入-196℃液氮中，保溫12小時(shí)，然后用新的高速蒸汽快速噴射或放入沸水中。因?yàn)橄嗷サ窒瑥亩_(dá)到釋放殘余應(yīng)力的目的。試驗(yàn)表明，液氮高速蒸汽法可降低殘余應(yīng)力84%，液氮沸水法可降低殘余應(yīng)力50%。

(2)冷熱循環(huán)法。

冷熱循環(huán)穩(wěn)定性處理工藝為-196℃×4小時(shí)/190℃×4小時(shí)，循環(huán)3次，可使殘余應(yīng)力降低90%左右，組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，微塑性變形抗力高，尺寸穩(wěn)定性好。殘余應(yīng)力的釋放效果如此明顯。第一，原子熱運(yùn)動(dòng)能量增加，電矩陣失真減少或消失，內(nèi)應(yīng)力減少。上限溫度越高，原子熱運(yùn)動(dòng)越大，塑性越好，釋放殘余應(yīng)力越有利。第二，冷熱溫度梯度產(chǎn)生的熱應(yīng)力與殘余應(yīng)力相互作用，使其重新分配，從而降低殘余應(yīng)力。

(3)恒溫時(shí)效法。

恒溫時(shí)效可以消除機(jī)械加工產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，也可以消除熱處理產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。當(dāng)LY12硬鋁合金在200℃高溫下恒溫時(shí)，殘余應(yīng)力釋放與時(shí)效時(shí)間的關(guān)系表明，24小時(shí)保溫可使殘余應(yīng)力達(dá)到50%左右。

2.機(jī)械法。

機(jī)械方法的穩(wěn)定性處理主要在測(cè)量傳感器電路補(bǔ)償、調(diào)整和保護(hù)密封后進(jìn)行。主要工藝包括脈動(dòng)疲勞法、過載靜壓法和振動(dòng)時(shí)效法。

(1)脈動(dòng)疲勞法。

測(cè)力傳感器安裝在低頻疲勞試驗(yàn)機(jī)上，施加額定載荷或額定載荷120%的上限，以每秒3~5次的頻率循環(huán)5000~10000次。能有效釋放彈性元件、電阻應(yīng)變計(jì)和應(yīng)變膠層的殘余應(yīng)力，提高零度和靈敏度的穩(wěn)定性。

(2)超載靜壓法。

鋁合金小量程測(cè)力傳感器理論上適用于各種量程，但在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用較多。

工藝如下:在專用標(biāo)準(zhǔn)重量加載裝置或簡(jiǎn)單的機(jī)械螺旋加載~8小時(shí)，或施加110%的額定載荷，在專用標(biāo)準(zhǔn)重量加載裝置或簡(jiǎn)單的機(jī)械螺旋加載裝置上保持24小時(shí)。這兩種工藝都可以達(dá)到釋放殘余應(yīng)力、提高零度和靈敏度穩(wěn)定性的目的。鋁合金測(cè)力傳感器廠家廣泛采用超載靜壓工藝，設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，效果好。

(3)振動(dòng)時(shí)效法。

為了確定振動(dòng)負(fù)載、工作頻率和振動(dòng)時(shí)間，在額定正弦推力振動(dòng)傳感器的振動(dòng)臺(tái)上安裝了力測(cè)量傳感器。共振時(shí)效優(yōu)于振動(dòng)時(shí)效，釋放殘余應(yīng)力，但必須測(cè)量力測(cè)量傳感器的固有頻率。振動(dòng)時(shí)效性和共振時(shí)效性工藝具有能耗低、周期短、效果好、不損壞彈性元件表面、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。關(guān)于振動(dòng)的及時(shí)性沒有結(jié)論。國(guó)外專家提出的理論和觀點(diǎn)包括：塑性變形、疲勞、晶格錯(cuò)位滑移、能量和材料力學(xué)。只有不同程度的解釋，但沒有足夠的、令人信服的和權(quán)威的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。

這些理論和觀點(diǎn)往往是交叉的，因此振動(dòng)及時(shí)性機(jī)制是一個(gè)復(fù)雜的過程。通過對(duì)振動(dòng)及時(shí)性的實(shí)驗(yàn)研究，一些專家傾向于從材料力學(xué)的重復(fù)應(yīng)力過載來解釋振動(dòng)及時(shí)性機(jī)制。換句話說，作用于彈性元件的振動(dòng)應(yīng)力與其內(nèi)部殘余應(yīng)力相互作用，從而放松和釋放殘余應(yīng)力。