傳感器的技術(shù)就是實現(xiàn)測試以及自動控制的重要環(huán)節(jié)。就在測試系統(tǒng)中,也被叫做一次儀表定位,他們的主要特征是能準確傳遞以及檢測出某一形態(tài)的信息,而且把其轉(zhuǎn)換成另一形態(tài)的信息。
更具體地說傳感器就是指那些對被測對象的某一個確定的信息具有感受(或響應(yīng))與檢出功能,并且使之按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的可輸出信號的元器件或裝置。假如沒有傳感器對被測的原始信息進行準確可靠的捕獲與轉(zhuǎn)換,一切準確的測試和控制都將無法實現(xiàn),也就是說最現(xiàn)代化的電子計算機,沒有準確的信息(或轉(zhuǎn)換可靠的數(shù)據(jù)),不失真的輸入,也會無法充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
傳感器種類及品種繁多,原理也會各式各樣。這當(dāng)中電阻應(yīng)變式傳感器是被廣泛用在電子秤與各種新型機構(gòu)的測力裝置,其精度以及范圍度是根據(jù)需要來選定的過高的精度要求對某種使用也無太大意義,過寬的范圍度也會使測量精度降低,并且會造成成本過高及增加工藝上的困難,所以,應(yīng)根據(jù)測量對象的要求,恰當(dāng)?shù)剡x擇精度與范圍度是至關(guān)重要的。但無論何種條件、場合使用的傳感器,都要求其性能穩(wěn)定,數(shù)據(jù)可靠,經(jīng)久耐用。為此,在研究高精度傳感器的同時,必須重視可靠性以及穩(wěn)定性的研究。現(xiàn)在,包括床暗器的研究、設(shè)計、試制、生產(chǎn)檢測與應(yīng)用等諸項內(nèi)容在內(nèi)的傳感器技術(shù),已逐漸形成了一門相對獨立的專門學(xué)科。
一般情況下,因為傳感器設(shè)置的場所并非理想,在溫度、濕度、壓力等效應(yīng)的綜合影響下,可以引起傳感器零點漂移和靈敏度的變化,已經(jīng)成為使用中的嚴重問題。雖然人們在制作傳感器過程中,采取了溫度補償及密封防潮的措施,但它與應(yīng)變片、粘帖膠本身的高興能化、粘帖技術(shù)的精確和熟練、彈性體材料的選擇及冷、熱加工工藝的制定均有密切的關(guān)系,任何一方面都不能忽視,都需精心設(shè)計和制作。與此同時,還須注意傳感器的安裝方法,支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)置,如何克服橫向力等問題。
作為一次儀表的傳感器通常由敏感元件與轉(zhuǎn)換元件組成。
轉(zhuǎn)換元件就是精密的電橋。所以,測力秤重用電阻應(yīng)變式傳感器主要由彈性體、應(yīng)變片、粘帖膠與各種補償電阻構(gòu)成。他的穩(wěn)定性也必然是由這些元件的內(nèi)、外因的綜合作用所決定。本文就此問題進行探討,談些粗淺看法,與同行商榷。
第一點是彈性元件。彈性元件一般是由優(yōu)質(zhì)合金鋼材與有色金屬鋁、鈹青銅等加工成型,影響彈性體穩(wěn)定性,主要是它經(jīng)各種處理后的金相組織及殘余應(yīng)力?紤]到應(yīng)力釋放時的相互平衡關(guān)系及彈性體結(jié)構(gòu)形式的約束,需要讓殘余應(yīng)力釋放,就要進行時效處理,這在實際中若采用自然時效法,則釋放緩慢、周期長,常常是不可取的,需要人為縮短時間,一般要消除彈性體表面殘余應(yīng)力的方法是:做到真空回火處理和疲勞式脈動處理及共振。這樣可大幅度地降低殘余應(yīng)力,就在短時間內(nèi)完成通常的長時間的自然時效,使組織性能更為穩(wěn)定。
第二點,是應(yīng)變片與粘接膠。影響應(yīng)變片穩(wěn)定性的是箔材本身,制造應(yīng)變片的電阻合金種類很多,這當(dāng)中以康銅合金使用最廣,它有較好的穩(wěn)定性,高的疲勞壽命及小的電阻溫度系數(shù),是理想的絲柵制造材料。除此以外,制造應(yīng)變片過程中應(yīng)消除不良影響而造成的不穩(wěn)定性。比如:絲柵與基底膠的粘接強度,應(yīng)變片與彈性體間的粘帖強度,基底膠內(nèi)應(yīng)力的釋放等等,都是不穩(wěn)定因素。還有,應(yīng)變片的粘帖,也是非常關(guān)鍵的要素之一,這一工作的好壞,直接影響膠的粘接質(zhì)量,乃至測量精度,例如帖片不嚴格,技術(shù)不熟練,即使使用最好的應(yīng)變片也無濟于事。
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