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轮辐式称重传感器的处理工艺和结构

时间:2022-07-01 来源:编辑 点击:

称重传感器滞后误差与弹性元件的结构和热处理工艺、电阻应变计基底和应 变胶粘剂层的厚度有较大关系,归纳起来影响滞后误差的主要因素有:

(1)弹性元件承载面与下压垫接触面设计不合理,主要是接触面积过大, 下压垫材料摩擦系数大等。当弹性元件受载时,底面必然产生一个向外移动的力 矩,在卸掉载荷时由于底面摩擦力矩存在,使底面向回移动的力矩小于变形时向 外移动的力矩,阻滞了弹性元件变形的恢复而产生滞后误差。

(2)弹性元件应变区与支承边界设计不合理,固有滞后大。例如双剪梁型 弹性元件与底座接触面的滑动是产生滞后误差的重要原因。在加、卸载过程中,双剪梁型弹性元件与底座滑动方向相反,因此作用在弹性元件上的摩擦力方向也 相反,正是此摩擦力造成应变区剪应力变化。接触面摩擦系数大,随着载荷的增 加滞后的绝对值由小变大。盲孔中心到弹性元件端面的距离太小,底摩擦力对应 变区影响也较大。

(3)机械加工形位公差的影响突出的表现在圆环式、板环式弹性元件上, 当两端加载螺纹不同心时,真正通过弹性元件的载荷值与计量轴线偏 α 角度,随 着载荷的增加,α 夹角逐渐变小,有效计量载荷不断加大,使输出呈递增的抛物 线。卸载后各连接件未恢复到初始位置而产生滞后误差。

(4)称重传感器弹性元件上的保护外壳、密封膜片设计不合理,有不正确接触 或承受一定应力,都会产生阻滞弹性元件变形恢复的力或力矩,而产生滞后误差。

(5)弹性元件金属材料或热处理工艺选择不当,致使金属材料本身的弹性 滞后较大。例如应用Z为广泛的中碳合金钢 40CrNiM0A,其弹性滞后与其微观 组织有关,不同的回火温度得到不同的金相组织,有不同的弹性滞后,其值Z大 可达 0.11%。

(6)应变式称重传感器的原理和制造工艺决定了其传感元件电阻应变计是 用环氧树脂等应变胶粘剂粘贴在弹性元件上,尽管为了提高应变胶粘剂的剪切强 度,胶粘剂层已经非常薄了,但是弹性元件受载后还会产生蠕变和滞后误差。其 原因是弹性元件表面应变传递给应变胶粘剂胶层和电阻应变计基底时,产生较大 剪应力,使其黏弹性减弱出现黏滞流动(电阻应变计基底与胶层之间发生滑动) 效应,称为黏弹性后效的影响。 轮辐式称重传感器的滞后误差基本符合上述规律,由于独特的轮毂、轮辐、 轮箍形成的弹性元件结构,滞后误差又有其特殊性,这就是本文讨论的主要问题。

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