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              1. 稱重模塊傳感器
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                制造工藝對高精度稱重傳感器穩定性的影響

                2020-11-27 15:19:37

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


                高精度稱重傳感器

                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定性影響較大。由于彈性元件的材料、結構、尺寸不同,各單位的設備和生產條件不同,無統一的加工工藝。但有一點是共同的,即在進行機械加工時,應嚴格保證應變區的尺寸精度和表面光潔度,要防止產生較大的表面殘余應力。包括以后進行的各種制造工藝在內,研究在工藝實施過程中如何盡量步產生殘余應力是第1位的,研究在工藝實施后如何消除殘余應力是第二位的。因為彈性元件殘余應力的釋放過程,就是稱重傳感器的初始不穩定時期。如果在生產過程中殘余應力產生得較少,通過各種穩定處理工藝就消除得較快,可以大大的縮短初始不穩定期,而使稱重傳感器盡快進入穩定期。


                二. 穩定處理工藝


                穩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、熱處理產生的殘余應力,消除貼片固化時,由于施加壓力和固化水分子逸出等原因,使膠層發生收縮而產生的殘余應力。這些殘余應力的釋放如同端部效應一樣,直接影響傳感器的穩定性。一般貼片前和貼片后都對彈性元件進行穩定處理,穩定處理的方法很多,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。這些穩定處理方法對消除彈性元件的殘余應力和貼片表面膠層內的殘余應力都有明顯效果。同時又相當于在較短時間內模擬了漫長時間內彈性元件、應變片、應變粘接劑等自然工作過程,即使彈性元件的應力分布均勻,又擴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入穩定期。對于一種稱重傳感器產品來說并不是全部實施上述各種穩定處理方法,而是根據稱重傳感器的材料、結構、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定性。鍛造的目的除節省原材料,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、規整,無交叉,無重疊,為彈性元件打下良好的基礎。在材料的化學成分、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。因為殘余奧氏體轉變為馬氏體,是由面心立方結構轉變為體心立方結構,這樣多余的炭原子會使晶格歪扭,導致體積漲大,造成尺寸變化,而出現不穩定。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,不同結構不同用途的傳感器,其硬度要求也不同。其次是盡量減少殘余應為。即在精加工后,進行真空回火處理或二次真空回火處理。真空回火的溫度應比回火溫度稍低,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力。


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