淺談稱重傳感器的處理工藝之一熱處理法
稱重傳感器實際上是一種將質(zhì)量信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y量的電信號輸出的裝置。用傳感器應(yīng)先要考慮傳感器所處的實際工作環(huán)境，這點對正確選用稱重傳感器至關(guān)重要，它關(guān)系到傳感器能否正常工作以及它的安全和使用壽命，乃至整個衡器的可靠性和安全性。在稱重傳感器主要技術(shù)指標(biāo)的基本概念和評價方法上，新舊國標(biāo)有質(zhì)的差異。主要有s型、懸臂型、輪輻式、板環(huán)式、膜盒式、橋式、柱筒式等幾種樣式，輪輻式的稱重傳感器是一種精密的測量裝置，其能夠?qū)⒏惺艿降闹亓啃盘枺瑝毫π盘栟D(zhuǎn)換為能夠測量的電信號，并將電信號輸出；由于輪輻式傳感器具有抗側(cè)應(yīng)力和偏載能力強、重心低、便于安裝、結(jié)構(gòu)簡單線性和重復(fù)性好、過載能力強等優(yōu)點，從而廣泛的應(yīng)用在工業(yè)過程和控制領(lǐng)域，促進了工業(yè)的發(fā)展。
稱重傳感器的工作原理和組成材料：
1:稱重傳感器原理：
由一個或多個能在受力后產(chǎn)生形變的彈性體，和能感應(yīng)這個形變量的電阻應(yīng)變片組成的電橋電路（如惠斯登電橋），以及能把電阻應(yīng)變片固定粘貼在彈性體上并能傳導(dǎo)應(yīng)變量的粘合劑和保護電子電路的密封膠等三大部分組成稱重傳感器。
2:稱重傳感器的材料：
2.1: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的形變一致性和完全復(fù)位性。
2.2: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)。
2.3: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。硅橡膠具有長期化學(xué)穩(wěn)定性，因此，防腐、防潮、耐老化、絕緣等各項性能優(yōu)異，長期以來一直是所有密封膠的首選產(chǎn)品。
2.4: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、儲存時間、組分的配比、分子改性、混合方式、混合熟化使用時間、固化時間、固化溫度、助劑及百分比等因素。
稱重傳感器有哪些制作工藝和指標(biāo):
稱重傳感器的準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性和可靠性是重要的質(zhì)量指標(biāo)，同時也是用戶最關(guān)心的問題。對此，這些企業(yè)在結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造工藝、電路補償與調(diào)整和穩(wěn)定性處理等方面進行許多研究與試驗工作，取得較大進展，主要成果有：
1:在結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算過程中，引入計算機擬實技術(shù)進行動態(tài)仿真，動力學(xué)分析;在工藝設(shè)計過程中引入計算機虛擬技術(shù)，對彈性體生產(chǎn)工藝進行模擬和檢驗;
2:在彈性體加工中，納入先進制造技術(shù)，變剛性制造為柔性制造。普遍采用加工中心、柔性制造單元和柔性制造系統(tǒng);
3:在生產(chǎn)全過程中，盡量減少手工操作、人為控制，增加半自動與自動控制、自動檢驗工序，并在生產(chǎn)工藝中采用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù);
4:改進、創(chuàng)新工藝裝備，實現(xiàn)高效智能電路補償，建立全自動快速檢測系統(tǒng)，提高C3級產(chǎn)品成功率和大批量生產(chǎn)產(chǎn)品的抽檢合格率;
5:移植先進的穩(wěn)定處理技術(shù)與裝備，實施振動時效或共振時效新工藝，提高稱重傳感器的長期穩(wěn)定性和工作可靠性;
6:應(yīng)用高新技術(shù)開發(fā)新產(chǎn)品和自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品，增強核心競爭力。處于國際市場引導(dǎo)地位的企業(yè)都有自己的核心競爭技術(shù)、工藝和產(chǎn)品，例如：正負蠕變電橋的“O蠕變”稱重傳感器;鈹青銅動態(tài)稱重傳感器;整體型和分離型數(shù)字式智能稱重傳感器;高準(zhǔn)確度不銹鋼3柱、4柱高溫稱重傳感器;組件化設(shè)計的“即插即用”型新式稱重模塊等。
稱重傳感器彈性體的材料的處理工藝之一熱處理法：
測力傳感器的處理工藝有兩種，一種是熱處理法，另一種是機械處理法，今天我們主要來講講熱處理法，看看該種處理工藝有何特點。傳感器在生產(chǎn)過程中會采用工藝手段來使其盡快穩(wěn)定下來，因為初始不穩(wěn)定期需要釋放殘余的應(yīng)力來穩(wěn)定，而處理制造工藝流程中經(jīng)常會使用的溫度老化和電老化處理之外，還需要進行熱處理和機械處理。熱處理工藝是要如何進行的呢？
該處理工藝方法經(jīng)常應(yīng)用于鋁合金測力傳感器上，什么時候進行呢？在毛坯加工成彈性元件之后，這里主要有三種方法，分別是反淬火法、冷熱循環(huán)法和恒溫時效法。下面來詳細說說。
什么是反淬火法？也被叫做深冷急熱法，將鋁合金彈性元件置于-196的液氮中，保溫12小時后，迅速用新生的高速蒸汽噴射或放入沸水之中。因深冷與急熱產(chǎn)生的應(yīng)力方向相反而相互抵消，達到釋放殘余應(yīng)力的目的。試驗表明，采用液氮———高速蒸汽法可降低殘余應(yīng)力84%，采用液氮———沸水法可降低殘余應(yīng)力50%。
那么冷熱循環(huán)法又是怎樣的呢？冷熱循環(huán)穩(wěn)定性處理工藝為- 196×4小時/190×4小時，循環(huán)3次，可使殘余應(yīng)力下降90%左右，并且組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，微量塑性變形抗力高，尺寸穩(wěn)定性好。釋放殘余應(yīng)力的效果如此明顯，一是因為加熱時原子熱運動能量增加，點陣畸變減小或消失，內(nèi)應(yīng)力下降，上限溫度越高，原子熱運動越大塑性越好，越有利于殘余應(yīng)力釋放。二是因為冷熱溫度梯度產(chǎn)生的熱應(yīng)力與殘余應(yīng)力相互作用，使其重新分布而獲得殘余應(yīng)力下降的效果。
我們來說說恒溫時效法，恒溫時效即可消除機械加工產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，又能消除熱處理引入的殘余應(yīng)力。LY12硬鋁合金在200高溫下恒溫時效時，殘余應(yīng)力釋放與時效時間關(guān)系表明，保溫24小時，可使殘余應(yīng)力下降50%左右。
