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哪些因素會(huì)影響S型稱重傳感器的測量精度？
時(shí)間: 2020-11-20 09:11:08 瀏覽次數(shù)：
S型稱重傳感器是傳感器中常見的一種傳感器，它主要用于測量固體之間的應(yīng)變和壓力，俗稱壓力傳感器，因其形狀類似于S形，故又稱S型稱重傳感器，傳感器采用合金鋼材料，橡膠密封保護(hù)處理，安裝方便，使用方便，適用于起重機(jī)秤、配料秤、電子負(fù)載等機(jī)器的換秤稱重系統(tǒng)。
遲滯誤差是反映傳感器精度的主要指標(biāo)之一，誤差的大小直接影響測量結(jié)果，因此在傳感器的生產(chǎn)過程中須嚴(yán)格控制影響遲滯的各種因素。同時(shí)，還要保證在不同的傳感器安裝條件下，盡量避免影響遲滯的因素。
那么哪些因素會(huì)影響s型稱重傳感器的精度呢？
一、 原材料
應(yīng)變片：金屬應(yīng)變片的典型結(jié)構(gòu)由敏感門、底座、涂層和引線組成。在傳感器的應(yīng)用中，通過敏感門的電阻應(yīng)變效應(yīng)，將彈性體的應(yīng)變轉(zhuǎn)化為電阻值。根據(jù)材料本身的滯后性，應(yīng)變片本身也有滯后性。目前，應(yīng)變片廠在制造應(yīng)變時(shí)間時(shí)，充分考慮了遲滯的自補(bǔ)償，使其在傳感器應(yīng)用中的影響量降到了zUI。所以你在選擇應(yīng)變計(jì)時(shí)須考慮到這一點(diǎn)。
彈性體：任何金屬材料，由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，在外力的作用下，在微小顆粒之間產(chǎn)生微應(yīng)變。外力消失后，微應(yīng)變將消失，但其是否消失并恢復(fù)原狀，不同材料的性能將不同。從圖1可以看出，加載時(shí)的應(yīng)變曲線1與卸載時(shí)的應(yīng)變曲線2不一致，其差值△=2-1稱為滯后。這種差異主要取決于材料本身成分的穩(wěn)定性和均勻性以及熱處理后的顯微組織。彈性體作為稱重傳感器的關(guān)鍵部件，有著更為明顯的要求?？梢圆捎貌煌臒崽幚矸椒▉硖岣邚椥?，減少滯后。40CrNiMoA是目前國內(nèi)市場上常用的材料，經(jīng)過合理的熱處理，可獲得理想的綜合力學(xué)性能。
密封劑：傳感器的生產(chǎn)過程中使用了大量的密封劑，主要用于固定線路和密封。從表面看，一般在膠粘劑固化時(shí)比較柔軟，彈性體的相對(duì)強(qiáng)度幾乎可以忽略不計(jì)。但對(duì)于小范圍的產(chǎn)品，須加以考慮。對(duì)于小批量產(chǎn)品，變形區(qū)相對(duì)較弱，密封膠厚度的影響程度明顯增大。
不同質(zhì)量的膠水也有不同的性能，如果膠層的硬度隨著時(shí)間的增加而變化，那么產(chǎn)品的遲滯也會(huì)發(fā)生變化。所以在選擇密封膠時(shí)要選擇固化后凝膠穩(wěn)定的膠水。
二、安裝條件
所謂安裝條件，一方面是指稱重傳感器在安裝附件（如橋傳感器底座）時(shí)的邊界條件。這些邊界條件的影響在《衡器雜志》中有詳細(xì)說明，如表面條件、安裝扭矩等，這些是ZUI的主要影響因素，這里不作具體說明。另一方面是指稱重傳感器在使用領(lǐng)域的安裝條件。通過對(duì)不同應(yīng)用客戶的調(diào)研分析，發(fā)現(xiàn)影響傳感器或整機(jī)遲滯的因素有：表面狀況、接觸面積、安裝扭矩、螺栓強(qiáng)度、軸承表面硬度等，這些因素有時(shí)被誤診為質(zhì)量差傳感器的。
表面狀況：指稱重平臺(tái)與傳感器接觸面質(zhì)量，如粗糙度、平行度等，表面過于粗糙，長期使用會(huì)使緊固螺栓松動(dòng)，影響性能。如果平行度過大，傳感器加載后會(huì)產(chǎn)生的力，直接影響產(chǎn)品精度，同時(shí)也不能反映傳感器的真實(shí)精度。為了降低成本，有的企業(yè)將厚度的鋼板直接切割成合適的尺寸焊接到刻度，不經(jīng)過任何加工，在早期使用中不會(huì)有問題，隨著時(shí)間的延長精度會(huì)越來越差。
接觸面積：傳感器與稱重平臺(tái)之間的固定接觸面積。不同公司的產(chǎn)品，由于結(jié)構(gòu)和工藝的不同，接觸面的尺寸也有差異，所以在生產(chǎn)過程中須確定傳感器，同時(shí)在傳感器的安裝和操作手冊中進(jìn)行詳細(xì)的定義，確?？蛻艨梢园凑誾UI的條件進(jìn)行安裝和使用。請(qǐng)參閱Visitdia產(chǎn)品3410，以標(biāo)記傳感器的安裝控制線。
安裝扭矩：在《衡器》雜志上介紹了安裝扭矩與橋傳感器遲滯的關(guān)系。在接觸面條件下，安裝扭矩越大，磁滯越小。同樣，如果傳感器安裝在不同的設(shè)備上，安裝扭矩的大小直接影響產(chǎn)品的實(shí)際精度。根據(jù)受力結(jié)構(gòu)的不同，傳感器分為單點(diǎn)式、懸臂梁式、橋式、“S”型、輻條式、柱式等六種類型，不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品安裝扭矩的影響規(guī)律不同。
例如，扭矩為100Nm的懸臂梁傳感器為zUI提供了好的遲滯特性。如果轉(zhuǎn)矩過大或過小，遲滯現(xiàn)象會(huì)變差（不同公司的產(chǎn)品所裝轉(zhuǎn)矩的zUI值不同，須通過實(shí)驗(yàn)確定）。輻條傳感器的遲滯對(duì)安裝扭矩更為敏感，因此須按照制造商的安裝說明進(jìn)行安裝，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。
螺栓強(qiáng)度：螺栓強(qiáng)度的影響與安裝扭矩相同。如果強(qiáng)度不夠，產(chǎn)品安裝使用一段時(shí)間后，鎖緊力會(huì)變松，影響精度。
安裝面硬度：懸臂梁傳感器說明其固定端接觸面小。如果硬度過低，軸承支點(diǎn)會(huì)隨著使用次數(shù)的增加而移動(dòng)。軸承支點(diǎn)從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，精度會(huì)有不同程度的變化。
上述因素很容易理解，因?yàn)樗鼈兣c傳感器直接接觸，還有其他因素似乎與傳感器關(guān)系不大，但會(huì)影響傳感器的精度。例如，強(qiáng)度的規(guī)模、地基的堅(jiān)固性、防塵和防水等因素。
遲滯誤差是反映傳感器精度的主要指標(biāo)之一，誤差的大小直接影響測量結(jié)果，因此在傳感器的生產(chǎn)過程中須嚴(yán)格控制影響遲滯的各種因素。同時(shí)，還要保證在不同的傳感器安裝條件下，盡量避免影響遲滯的因素。
那么哪些因素會(huì)影響s型稱重傳感器的精度呢？
一、 原材料
應(yīng)變片：金屬應(yīng)變片的典型結(jié)構(gòu)由敏感門、底座、涂層和引線組成。在傳感器的應(yīng)用中，通過敏感門的電阻應(yīng)變效應(yīng)，將彈性體的應(yīng)變轉(zhuǎn)化為電阻值。根據(jù)材料本身的滯后性，應(yīng)變片本身也有滯后性。目前，應(yīng)變片廠在制造應(yīng)變時(shí)間時(shí)，充分考慮了遲滯的自補(bǔ)償，使其在傳感器應(yīng)用中的影響量降到了zUI。所以你在選擇應(yīng)變計(jì)時(shí)須考慮到這一點(diǎn)。
彈性體：任何金屬材料，由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，在外力的作用下，在微小顆粒之間產(chǎn)生微應(yīng)變。外力消失后，微應(yīng)變將消失，但其是否消失并恢復(fù)原狀，不同材料的性能將不同。從圖1可以看出，加載時(shí)的應(yīng)變曲線1與卸載時(shí)的應(yīng)變曲線2不一致，其差值△=2-1稱為滯后。這種差異主要取決于材料本身成分的穩(wěn)定性和均勻性以及熱處理后的顯微組織。彈性體作為稱重傳感器的關(guān)鍵部件，有著更為明顯的要求?？梢圆捎貌煌臒崽幚矸椒▉硖岣邚椥?，減少滯后。40CrNiMoA是目前國內(nèi)市場上常用的材料，經(jīng)過合理的熱處理，可獲得理想的綜合力學(xué)性能。
密封劑：傳感器的生產(chǎn)過程中使用了大量的密封劑，主要用于固定線路和密封。從表面看，一般在膠粘劑固化時(shí)比較柔軟，彈性體的相對(duì)強(qiáng)度幾乎可以忽略不計(jì)。但對(duì)于小范圍的產(chǎn)品，須加以考慮。對(duì)于小批量產(chǎn)品，變形區(qū)相對(duì)較弱，密封膠厚度的影響程度明顯增大。
不同質(zhì)量的膠水也有不同的性能，如果膠層的硬度隨著時(shí)間的增加而變化，那么產(chǎn)品的遲滯也會(huì)發(fā)生變化。所以在選擇密封膠時(shí)要選擇固化后凝膠穩(wěn)定的膠水。
二、安裝條件
所謂安裝條件，一方面是指稱重傳感器在安裝附件（如橋傳感器底座）時(shí)的邊界條件。這些邊界條件的影響在《衡器雜志》中有詳細(xì)說明，如表面條件、安裝扭矩等，這些是ZUI的主要影響因素，這里不作具體說明。另一方面是指稱重傳感器在使用領(lǐng)域的安裝條件。通過對(duì)不同應(yīng)用客戶的調(diào)研分析，發(fā)現(xiàn)影響傳感器或整機(jī)遲滯的因素有：表面狀況、接觸面積、安裝扭矩、螺栓強(qiáng)度、軸承表面硬度等，這些因素有時(shí)被誤診為質(zhì)量差傳感器的。
表面狀況：指稱重平臺(tái)與傳感器接觸面質(zhì)量，如粗糙度、平行度等，表面過于粗糙，長期使用會(huì)使緊固螺栓松動(dòng)，影響性能。如果平行度過大，傳感器加載后會(huì)產(chǎn)生的力，直接影響產(chǎn)品精度，同時(shí)也不能反映傳感器的真實(shí)精度。為了降低成本，有的企業(yè)將厚度的鋼板直接切割成合適的尺寸焊接到刻度，不經(jīng)過任何加工，在早期使用中不會(huì)有問題，隨著時(shí)間的延長精度會(huì)越來越差。
接觸面積：傳感器與稱重平臺(tái)之間的固定接觸面積。不同公司的產(chǎn)品，由于結(jié)構(gòu)和工藝的不同，接觸面的尺寸也有差異，所以在生產(chǎn)過程中須確定傳感器，同時(shí)在傳感器的安裝和操作手冊中進(jìn)行詳細(xì)的定義，確?？蛻艨梢园凑誾UI的條件進(jìn)行安裝和使用。請(qǐng)參閱Visitdia產(chǎn)品3410，以標(biāo)記傳感器的安裝控制線。
安裝扭矩：在《衡器》雜志上介紹了安裝扭矩與橋傳感器遲滯的關(guān)系。在接觸面條件下，安裝扭矩越大，磁滯越小。同樣，如果傳感器安裝在不同的設(shè)備上，安裝扭矩的大小直接影響產(chǎn)品的實(shí)際精度。根據(jù)受力結(jié)構(gòu)的不同，傳感器分為單點(diǎn)式、懸臂梁式、橋式、“S”型、輻條式、柱式等六種類型，不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品安裝扭矩的影響規(guī)律不同。
例如，扭矩為100Nm的懸臂梁傳感器為zUI提供了好的遲滯特性。如果轉(zhuǎn)矩過大或過小，遲滯現(xiàn)象會(huì)變差（不同公司的產(chǎn)品所裝轉(zhuǎn)矩的zUI值不同，須通過實(shí)驗(yàn)確定）。輻條傳感器的遲滯對(duì)安裝扭矩更為敏感，因此須按照制造商的安裝說明進(jìn)行安裝，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。
螺栓強(qiáng)度：螺栓強(qiáng)度的影響與安裝扭矩相同。如果強(qiáng)度不夠，產(chǎn)品安裝使用一段時(shí)間后，鎖緊力會(huì)變松，影響精度。
安裝面硬度：懸臂梁傳感器說明其固定端接觸面小。如果硬度過低，軸承支點(diǎn)會(huì)隨著使用次數(shù)的增加而移動(dòng)。軸承支點(diǎn)從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，精度會(huì)有不同程度的變化。
上述因素很容易理解，因?yàn)樗鼈兣c傳感器直接接觸，還有其他因素似乎與傳感器關(guān)系不大，但會(huì)影響傳感器的精度。例如，強(qiáng)度的規(guī)模、地基的堅(jiān)固性、防塵和防水等因素。
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