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測力傳感器解決方案,看這一篇就夠了!

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測力傳感器解決方案,看這一篇就夠了!

發布日期:2019-11-20 作者: 點擊:

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。傳感器在生產過程中會采用工藝手段來使其盡快穩定下來,因為初始不穩定期需要釋放殘余的應力來穩定,而處理制造工藝流程中經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?

該處理工藝方法經常應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。因深冷與急熱產生的應力方向相反而相互抵消,達到釋放殘余應力的目的。試驗表明,采用液氮———高速蒸汽法可降低殘余應力84%,采用液氮———沸水法可降低殘余應力50%。

那么冷熱循環法又是怎樣的呢?冷熱循環穩定性處理工藝為- 196×4小時/190×4小時,循環3次,可使殘余應力下降90%左右,并且組織結構穩定,微量塑性變形抗力高,尺寸穩定性好。釋放殘余應力的效果如此明顯,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,內應力下降,上限溫度越高,原子熱運動越大塑性越好,越有利于殘余應力釋放。二是因為冷熱溫度梯度產生的熱應力與殘余應力相互作用,使其重新分布而獲得殘余應力下降的效果。

測力傳感器通常將力轉換為正比于作用力大小的電信號,使用十分方便,因而在工程領域及其他各種場合應用最為廣泛。測力傳感器種類繁多,依據不同的物理效應和檢測原理可分為電阻應變式、壓磁式、壓電式、振弦式力傳感器等。

測力傳感器

在所有力傳感器中,應變式力傳感器應用為廣泛。它能應用于從極小到很大的動、靜態力的測量,且測量精度高,其使用量約占力傳感器總量的90%左右。

應變式力傳感器的工作原理與應變式壓力傳感器基本相同,它也是由彈性敏感元件和貼在其上的應變片組成。應變式力傳感器首先把被測力轉變成彈性元件的應變,再利用電阻應變效應測出應變,從而間接地測出力的大小。彈性元件的結構形式有柱形、筒形、環形、梁形、輪輻形、s形等。

應變片的布置和接橋方式,對于提高傳感器的靈敏度和消除有害因素的影響有很大關系。根據電橋的加減特性和彈性元件的受力性質,在貼片位置許可的情況下,可貼4或8片應變片,其位置應是彈性元件應變最大的地方。

在實際測量中,被測力不可能正好沿著柱體的軸線作用,而總是與軸線成一微小的角度或微小的偏心,這就使得彈性柱體除了受縱向力作用外,還受到橫向力和彎矩的作用,從而影響測量精度。

簡單的柱式、筒式、梁式等彈性元件是根據正應力與載荷成正比的關系來測量的,它們存在著一些不易克服的缺點。

在輪輻式傳感器中,把應變片貼到與切應力成45度的位置上,使它感受的仍是拉伸和壓縮應變,但該應變不是由彎距產生的,而主要是由剪切力產生的,此即這類傳感器的基本工作原理。這類傳感器最突出的優點是抗過載能力強,能承受幾倍于額定量程的過載。

壓磁式力傳感器的輸出電勢比較大,通常不必再放大,只要經過濾波整流后就可直接輸出,但要求有一個穩定的激磁電源。壓磁式力傳感器可測量很大的力,抗過載能力強,能在惡劣條件下工作。但頻率響應不高(1~10 kHz),測量精度一般在1%左右,也有精度更高的新型結構的壓磁式力傳感器。常用于冶金、礦山等重工業部門作為測力或稱重傳感器,例如在軋鋼機上用來測量大的力以及用在吊車秤中。


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