應變式稱重傳感器的性介紹

把比較復雜系統(tǒng)的性方法引入稱重傳感器性，采用系統(tǒng)化的分析程序進行故
障模式與嚴重度分析，查明可能存在的隱患，采取措施改進，目前還有較大困難。因為稱重傳
感器的性是屬于指數(shù)分布還是威布爾分布還有待于進步認識。但根據(jù)稱重傳感器的工作原
理、和應用情況，從殘余應力影響，元器件和密封材料老化，電阻應變計疲勞積累等方面
分析，個合乎邏輯的處理就是按其功能將稱重傳感器各個相互作用又相互的組成部分，獨立
出來分別研究。例如彈性元件材料及熱處理；電阻應變計及應變膠粘劑；電路補償元器件
與補償；防護密封材料與密封等。稱重傳感器的技術指標確定后，不能像個比較復
雜系統(tǒng)那樣，將技術指標分配給各分系統(tǒng)、單機或部件，為性提供定量的。因為稱重
傳感器的各組成部分是相互作用又相互的，可以說都是稱重傳感器的基礎，哪個環(huán)節(jié)的故障
率，都對稱重傳感器的性產(chǎn)生較大影響，因此，須作好稱重傳感器性的基礎。 
1、彈性元件的性 
彈性元件的結構是稱重傳感器的基礎，是穩(wěn)定性和性的重要因素。因此，彈性元件及其保

護外殼、焊接密封膜片、上下承載壓頭和壓墊的，須稱重傳感器受載后在結構上不產(chǎn)生
波動，或使其波動減至zui小。為得到較的性，在彈性元件結構時應盡量作到：
應變區(qū)受力單，應力分布均勻，應變程度不應太，非應變區(qū)應處于低應力水平，即應變區(qū)之外
不能有于應變區(qū)的應力場和應力集中處；自身結構或利用保護外殼使其具有較的偏心和
側向載荷的能力，克服非測量載荷的影響；安裝力遠離應變區(qū)，引入載荷的壓頭和承受載荷的壓墊
受力合理，避免載荷引入點和支承點的位移；粘貼電阻應變計的表面盡量為平面，并有足夠的工作
面積，為貼片作業(yè)和防護密封創(chuàng)造有利條件。盡管稱重傳感器屬于裝配部件，但為了*
和它能穩(wěn)定的工作，在結構時須盡量減少零部件，提集成化程度，盡可能是個
整體結構，因為各連接件之間的位移都可以引起非線性和離散性。 
2、彈性元件材料及熱處理選擇 
彈性元件材料及熱處理對稱重傳感器的綜合指標，長期穩(wěn)定性和工作性有較大影
響，是稱重傳感器性的關鍵問題。特別是不銹鋼彈性元件材料的固溶熱處理及時效方
法直接決定稱重傳感器的和性。從彈性元件材料的彈性模量、滯彈性效應、殘余應力影響
和疲勞等方面考慮，應盡量選擇彈性限和屈服限；彈性模量的時間與溫度穩(wěn)定；彈性
滯后與彈性后效??；振動、沖擊，疲勞能力；鍛造、機械加工和熱處理好且產(chǎn)生殘
余應力小的金屬材料。要使某種金屬材料同時具備上述各項是很難作到的，但可以某些
控制方法和處理后，使其盡量滿足或接近上述各項要求。在彈性元件材料上提稱重傳感器性
的途徑是要求成份的純度和材質的均勻性，不突出某單項指標，綜合良好，特
別要試驗出*熱處理和時效制度。例如 0Cr17Ni4Cu4Nb 沉淀硬化不銹鋼，就須在固溶熱
處理及兩次時效法或冷卻處理加時效法上多進行試驗，確定滿足稱重傳感器綜合能和性要
求的熱處理與時效制度。 
3、電阻應變計選擇 
電阻應變計是稱重傳感器的核心部件，其穩(wěn)定性和性在很大程度上決定稱重傳感器的穩(wěn)定
性和性，因此是性控制的重要環(huán)節(jié)。由于電阻應變計試驗測試后不能二次使用，只能測量
出實驗室環(huán)境條件下的疲勞壽命，這給研究工作帶來較大困難。目前外稱重傳感器，
對電阻應變計性的控制，通常圍繞敏感柵結構形式、影響性的諸因素和工作特性篩選等問
題進行。 
（1）電阻應變計的結構 
稱重傳感器用電阻應變計的結構，不能停留在傳統(tǒng)的經(jīng)驗水平上，只是在柵長、柵寬
和電阻值上做文章，而重點應對電阻應變計的應變傳遞理論、工作穩(wěn)定性和疲勞壽命進行研究。生
產(chǎn)實踐證明，在相同結構的稱重傳感器上，粘貼不同結構的電阻應變計，其蠕變指標、達到同準
確度等級的合格率和疲勞壽命有明顯差異，這都是對電阻應變計的應變傳遞理論、蠕變機理等研究

不夠致。稱重傳感器用電阻應變計，多采用平面和三維問題有限單元分析方法，對應變傳遞，基
底和覆蓋層的力學效果及*厚度，敏感柵的端部效應及端部形狀與蠕變的關系，基底厚度對滯后
的影響等進行分析與選擇，出滿足稱重傳感器綜合指標和性要求的電阻應變計結構。 
（2）影響電阻應變計性諸因素 
電阻應變計的結構、和應變傳遞原理決定了大批量的產(chǎn)品，不可避免的產(chǎn)生
些缺陷，直接影響電阻應變計的長期穩(wěn)定性和工作性。

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