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      稱重傳感器制造工藝對穩(wěn)定性的影響

      發(fā)布時間:2021-12-22 14:55:04 |來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

      稱重傳感器生產(chǎn)的全過程中,穩(wěn)定而有效的制造工藝,完善而精細(xì)的補償措施是兩個非常重要的環(huán)節(jié)。提高稱重傳感器穩(wěn)定性的重要途徑就是采取各種技術(shù)和工藝措施,使其性能變化減至最小??梢哉f這兩個環(huán)節(jié)決定了產(chǎn)品的穩(wěn)定性,或者說稱重傳感器的穩(wěn)定性反映了該傳感器生產(chǎn)單位制造工藝和補償技術(shù)的水平。這就是從事稱重傳感器研究和生產(chǎn)的人們常說的“傳感器是工藝品,必須精雕細(xì)刻”,傳感器是技巧密集型產(chǎn)品,人為的因素對精度和穩(wěn)定性影響極大”。我們來討論一下制造工藝對稱重傳感器穩(wěn)定性的影響以及提高穩(wěn)定性的一些方法。

      一.機械加工工藝

      彈性元件的機械加工和熱處理工藝對稱重傳感器精度的穩(wěn)定性影響較大。由于彈性元件的材料、結(jié)構(gòu)、尺寸不同,各單位的設(shè)備和生產(chǎn)條件不同,無統(tǒng)一的加工工藝。但有一點是共同的,即在進(jìn)行機械加工時,應(yīng)嚴(yán)格保證應(yīng)變區(qū)的尺寸精度和表面光潔度,要防止產(chǎn)生較大的表面殘余應(yīng)力。包括以后進(jìn)行的各種制造工藝在內(nèi),研究在工藝實施過程中如何盡量步產(chǎn)生殘余應(yīng)力是第一位的,研究在工藝實施后如何消除殘余應(yīng)力是第二位的。因為彈性元件殘余應(yīng)力的釋放過程,就是稱重傳感器的初始不穩(wěn)定時期。如果在生產(chǎn)過程中殘余應(yīng)力產(chǎn)生得較少,通過各種穩(wěn)定處理工藝就消除得較快,可以大大的縮短初始不穩(wěn)定期,而使稱重傳感器盡快進(jìn)入穩(wěn)定期。

      二. 穩(wěn)定處理工藝

      穩(wěn)定處理也稱老煉處理, 其目的是消除彈性元件因鍛造,機械加工、熱處理產(chǎn)生的殘余應(yīng)力,消除貼片固化時,由于施加壓力和固化水分子逸出等原因,使膠層發(fā)生收縮而產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。這些殘余應(yīng)力的釋放如同端部效應(yīng)一樣,直接影響傳感器的穩(wěn)定性。一般貼片前和貼片后都對彈性元件進(jìn)行穩(wěn)定處理,穩(wěn)定處理的方法很多,主要有高溫處理,低溫深冷,脈動疲勞,超載靜壓以及溫度老化,電老化,磁老化等。這些穩(wěn)定處理方法對消除彈性元件的殘余應(yīng)力和貼片表面膠層內(nèi)的殘余應(yīng)力都有明顯效果。同時又相當(dāng)于在較短時間內(nèi)模擬了漫長時間內(nèi)彈性元件、應(yīng)變片、應(yīng)變粘接劑等自然工作過程,即使彈性元件的應(yīng)力分布均勻,又?jǐn)U大了粘接劑的溫度極限,增加了彈性模量,使稱重傳感器盡快進(jìn)入穩(wěn)定期。對于一種稱重傳感器產(chǎn)品來說并不是全部實施上述各種穩(wěn)定處理方法,而是根據(jù)稱重傳感器的材料、結(jié)構(gòu)、用途、制造工藝等選擇某幾種配套使用。

      三. 鍛造及熱處理工藝

      彈性元件毛坯鍛造及楹加工后的熱處理工藝,直接影響稱重傳感器的穩(wěn)定性。鍛造的目的除節(jié)省原材料,減少切削加工量外,主要是使材料的組織更致密,使金屬流線保持連續(xù)、規(guī)整,無交叉,無重疊,為彈性元件打下良好的基礎(chǔ)。在材料的化學(xué)成分、冶煉條件、鍛造工藝都決定了的條件下,熱處理對提高稱重傳感器的穩(wěn)定性起重要作用。首先通過熱處理要使材料的殘余奧氏體盡量少,即要使材料的殘余奧氏體在回火過程中盡可能的分解。因為殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,是由面心立方結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方結(jié)構(gòu),這樣多余的炭原子會使晶格歪扭,導(dǎo)致體積漲大,造成尺寸變化,而出現(xiàn)不穩(wěn)定。熱處理主要是控制彈性元件的硬度,實踐證明,彈性元件硬度的變化對傳感器性能有較大的影晌。同種材料,不同結(jié)構(gòu)不同用途的傳感器,其硬度要求也不同。其次是盡量減少殘余應(yīng)為。即在精加工后,進(jìn)行真空回火處理或二次真空回火處理。真空回火的溫度應(yīng)比回火溫度稍低,以不引起組織和其它性能的變化。實驗證明,一次或二次真空回火處理,能很大程度的消除彈性元件表面的殘余應(yīng)力。

       

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