稱重傳感器的特性形成原因
稱重傳感器的工作原理和組成材料:
1:稱重傳感器工作過(guò)程:
稱重傳感器在受到外力作用后,粘貼在彈性體的應(yīng)變片隨之產(chǎn)生形變引起電阻變化,電阻變化使組成的惠斯登電橋失去平衡輸出一個(gè)與外力成線性正比變化的電量電信號(hào)。
2:稱重傳感器原理:
稱重傳感器的工作原理是將金屬電阻絲在張力作用下拉伸并變細(xì),然后電阻增加,即金屬電阻隨所承受的應(yīng)變而變化,稱重傳感器是用于將重量信號(hào)或壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電量信號(hào)的轉(zhuǎn)換裝置,稱重傳感器的構(gòu)造原理是金屬電阻具有阻礙電流流動(dòng)的特性;
一般來(lái)說(shuō),金屬線越細(xì),電阻值就越大,當(dāng)金屬電阻線在外力作用下伸縮時(shí),其電阻值將在一定范圍內(nèi)增大或減小,因此,如果金屬線(或膜)緊緊地附著在被測(cè)物上,則在被測(cè)物在外力作用下伸縮時(shí),金屬電阻線會(huì)成比例地伸縮,其電阻值將相應(yīng)更改,稱重傳感器將金屬電阻應(yīng)變計(jì)粘貼在金屬稱重梁上以測(cè)量重量信號(hào)。
3:稱重傳感器的材料:
3.1:彈性體的材料:
稱重傳感器彈性體材料,一般選用金屬材質(zhì),可選用的材質(zhì)大部分為鋁合金材質(zhì)、合金鋼材質(zhì)及不銹鋼材質(zhì)。合金材質(zhì)既有剛度保證形變一致及形變恢復(fù),又有良好的耐候防腐性能。彈性體的主要要求就是能夠精確傳遞受力信息并保持在相同受力時(shí)的形變一致性和完全復(fù)位性。
稱重傳感器的彈性體是具有特殊形狀的結(jié)構(gòu),它有兩個(gè)功能,首先是承受稱重傳感器的外力,并且與卜力產(chǎn)生反作用力以實(shí)現(xiàn)相對(duì)的靜態(tài)平衡,其次,稱重傳感器的彈性體可以產(chǎn)生一個(gè)高質(zhì)量的應(yīng)變場(chǎng)(區(qū)域)以粘附在該區(qū)域,稱重傳感器的彈性體是完成應(yīng)變信號(hào)轉(zhuǎn)換任務(wù)的理想選擇。
3.2:應(yīng)變片及電阻元件材料:
電阻應(yīng)變片的組成復(fù)雜,是復(fù)合型制造產(chǎn)品,應(yīng)變片的基材和應(yīng)變銅質(zhì)的組合千變?nèi)f化,根據(jù)其應(yīng)變要求,目前,大約有近千種產(chǎn)品。一般,基材采用高分子薄膜材料,應(yīng)變材質(zhì)為高純度康銅?;纳系目点~通過(guò)光學(xué)處理后刻蝕不同感應(yīng)形變的電阻柵絲。因此,電阻應(yīng)變片的品質(zhì)不僅與基材材質(zhì)和復(fù)合的金屬純度有關(guān),而且與復(fù)合工藝、刻蝕技術(shù)及工藝、刻蝕化學(xué)材料及后處理工藝和材料等等因素相關(guān)。
3.3:密封膠的材質(zhì):
在焊接技術(shù)及設(shè)備不充分的稱重傳感器初期階段,均采用專用硅橡膠密封膠系列。硅橡膠具有長(zhǎng)期化學(xué)穩(wěn)定性,因此,防腐、防潮、耐老化、絕緣等各項(xiàng)性能優(yōu)異,長(zhǎng)期以來(lái)一直是所有密封膠的首選產(chǎn)品。
3.4:貼片粘合劑的材質(zhì):
電阻應(yīng)變片貼片用粘合劑主要采用雙組分高分子環(huán)氧系列粘合劑,高分子化學(xué)產(chǎn)品的性能與各個(gè)組分的物理及化學(xué)指標(biāo)密切相關(guān),如純度、分子鏈的結(jié)構(gòu)和大小、儲(chǔ)存時(shí)間、組分的配比、分子改性、混合方式、混合熟化使用時(shí)間、固化時(shí)間、固化溫度、助劑及百分比等因素。
3.5:導(dǎo)線密封材料及方式:
稱重傳感器的每個(gè)組成部分都會(huì)影響傳感器最終的技術(shù)性能,一些測(cè)力傳感器僅僅采用簡(jiǎn)單固定的方式避免傳感器導(dǎo)線的移動(dòng)而損傷傳感器的電子電路固定,一些傳導(dǎo)距離很短的稱重傳感器甚至僅僅依靠膠封固定。但較大體積、重量較大的稱重傳感器,如果沒(méi)有適當(dāng)導(dǎo)線固定或密封的方式,就是稱重傳感器最易產(chǎn)生故障的瓶頸。特別是加裝密封頭固定導(dǎo)線時(shí),緊固件的材質(zhì)及緊固力度也會(huì)給稱重傳感器的最終技術(shù)性能帶來(lái)影響。觀察者發(fā)現(xiàn),很少有使用緊固件安裝使用密封粘合劑的,這樣可以避免依靠緊固力固定帶來(lái)的殘余應(yīng)力,也不會(huì)由于緊固力不足而產(chǎn)生泄露的問(wèn)題。
3.6:稱重傳感器的導(dǎo)線材質(zhì):
導(dǎo)線依然是測(cè)力傳感器組成的一部分,稱重傳感器導(dǎo)線的金屬材質(zhì),由于家庭電器的電線使用,質(zhì)量差異都有切身體會(huì)。畢竟導(dǎo)線是橋路供電、信號(hào)輸出、長(zhǎng)線激勵(lì)電壓補(bǔ)償?shù)耐?,鍍銀線肯定比銅線傳導(dǎo)效果好,銅線肯定比鋁線傳導(dǎo)效果好,其作用不言而喻。隨著各種高頻、無(wú)線電波等越來(lái)越多的干擾,稱重傳感器的優(yōu)良屏蔽也是保護(hù)信號(hào)穩(wěn)定的重要方法。另外,環(huán)境侵蝕、蟲(chóng)鼠侵害、防火阻燃等也需要傳感器保護(hù)層的材料防腐防蟲(chóng)防火防爆,甚至需要采用鎧甲保護(hù)、套管防護(hù)等方法。
稱重傳感器的特性形成原因:
稱重傳感器是一種能夠?qū)⒅亓D(zhuǎn)變成電信號(hào)的力-電轉(zhuǎn)換裝置,是電子衡器的關(guān)鍵性部件,常見(jiàn)的有電阻應(yīng)變式、電磁力式和電容式等。
1:設(shè)計(jì)創(chuàng)新和工藝創(chuàng)新
具備較高的技術(shù)先導(dǎo)水平,工藝先進(jìn)水平。產(chǎn)品準(zhǔn)確度要高,穩(wěn)定性和可靠性要好,要有比較廣泛的市場(chǎng)擴(kuò)散性,穩(wěn)定的效益增值條件。
2:制造技術(shù)、制造工藝
我們可以通過(guò)選擇合適的金屬材料,LC5601單點(diǎn)式稱重傳感器采用先進(jìn)的熱處理方式提高彈性,來(lái)減小產(chǎn)生遲滯性。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上普遍應(yīng)用的彈性體材料為40CrNiMoA,它經(jīng)過(guò)合理的熱處理工藝能取得很好的的綜合機(jī)械性能。
3:金屬材料選擇
稱重傳感器的應(yīng)于壓力傳感器一樣都用做稱重傳感器彈性體的金屬材料,由于其內(nèi)部復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)關(guān)系,當(dāng)受到外力作用后在微小晶粒之間會(huì)產(chǎn)生微應(yīng)變,在外力消失以后,微應(yīng)變隨之消失,但是是否能夠恢復(fù)到不受力的原始狀態(tài),則因彈性體的金屬材料而異。
4:型式的選擇
稱重傳感器型式的選擇主要取決于稱量的類型和安裝空間,保證安裝合適,稱量可靠;另一方面,要考慮廠家的建議,廠家一般會(huì)根據(jù)傳感器的受力情況、性能指標(biāo)、安裝形式、結(jié)構(gòu)型式、彈性體的材質(zhì)等特點(diǎn)規(guī)定傳感器的適用范圍彈性體和應(yīng)變片組成好后,傳感器還需要才用密封膠進(jìn)行密封處理,主要是為固定線路和密封,防止外界環(huán)境對(duì)傳感器性能的影響。從表面上看,密封膠在固化后是比較軟的,相對(duì)彈性體的強(qiáng)度幾乎可以忽略不計(jì)。
目前傳感器行業(yè)普遍感到不僅缺乏技術(shù)人員,由于缺少技術(shù)開(kāi)發(fā)人員,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)無(wú)法調(diào)整到位,新產(chǎn)品無(wú)法開(kāi)發(fā)或短時(shí)間開(kāi)發(fā)不出來(lái)。如果在應(yīng)用于小量程測(cè)力的場(chǎng)合,稱重傳感器性能決定于幾個(gè)方面這個(gè)作用予以考慮。當(dāng)很小力作為在彈性體上時(shí),彈性體變形則很小,密封膠厚度就影響著發(fā)生的形變。