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如果稱重傳感器的性能不穩定,輸出信號就會出現錯誤,給用戶帶來不便。因此,確保設備的穩定性能至關重要,但影響其不穩定性的因素很多。為了方便排除故障,我們來看看一些常見的影響因素。
1.彈性元件的金屬材料對稱重傳感器的綜合性能和長期穩定性起著關鍵作用。應選擇強度極限和彈性極限高、彈性模量時間和溫度穩定性好、彈性滯后小、加工和熱處理引起的殘余應力小的材料。有數據表明,只要淬火后材料的塑性好,加工熱處理后的殘余應力就會小。要特別注意彈性模量隨時間的穩定性,要求材料的彈性模量在稱重傳感器的使用壽命期間不會發生變化。
2.應變式稱重傳感器在制造過程中的工作原理和整體結構決定了生產過程中有些工序必須人工操作,人為因素對稱重傳感器的質量影響很大。因此,需要制定科學、合理、可重復的制造工藝,增加計算機控制的自動或半自動工藝,最大限度地減少人為因素對產品質量的影響。
3.稱重傳感器的結構稱重傳感器的彈性元件、殼體、膜片、上壓頭和下壓墊的設計必須保證加載后結構中不會出現性能波動,或者性能波動很小。因此,在稱重傳感器的設計中,應變區的應力應盡可能單一均勻;貼片位置優選是平的;在結構上保證有一定的抵抗偏心荷載和側向荷載的能力;安裝力遠離應變區,測量時應避免承重點位移。雖然稱重傳感器是一種組裝產品,但為了保證最佳的技術性能和長期穩定性,它盡可能設計成一個整體結構。
4.加工和熱處理過程在彈性元件的加工過程中,不均勻的表面變形會產生較大的殘余應力。切削量越大,殘余應力越大,磨削產生的殘余應力最大。因此,需要制定合理的加工工藝,指定合適的切削參數。彈性元件熱處理過程中,由于金屬材料冷卻溫度和相變不均勻,在芯層和表層產生不同方向的殘余應力,芯層產生拉應力,表層產生壓應力。必須采用回火工藝產生相反方向的應力,抵消殘余應力,減少殘余應力的影響。
5.電路補償和調整應變式稱重傳感器屬于組裝和制造,貼片組裝和橋接后形成產品。由于不可避免的內部缺陷和外部環境條件的影響,稱重傳感器的一些性能指標不能滿足設計要求,因此必須進行各種電路補償和調整,以提高稱重傳感器本身的穩定性和對外部環境條件的穩定性。完善而精細的電路補償技術是提高稱重傳感器穩定性的重要環節。
6.保護和密封保護和密封是稱重傳感器制造過程中的關鍵工序,是稱重傳感器能夠承受客觀環境和感性環境的影響,穩定可靠工作的根本保證。如果保護密封不好,電阻應變片和粘在彈性元件上的應變膠層會吸收空氣中的水分,產生塑化,導致粘接強度和剛度下降,引起零點漂移和輸出不規則變化,直至稱重傳感器失效。因此,有效的保護密封是稱重傳感器長期穩定運行的根本保證,否則,所有的技術成果都將付諸東流。除了處理上述因素外,提高稱重傳感器穩定性最重要的途徑是采取各種技術措施和工藝手段,模擬使用條件,進行有效的人工老化試驗,盡可能釋放殘余應力,使其性能波動最小化。
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