称重传感器定制

圆柱式弹性元件是典型的正应力结构称重传感器，利用的是轴向拉伸或压缩应力，其突出特点是固有线性较差，欲达到较高的准确度等级必须进行非线性补偿。圆柱式弹性元件产生非线性误差的主要因素是：

（1）电桥电路的非线性误差

从推导出的圆柱式弹性元件灵敏度计算公式S=U0/Ui=1.28ε（1－0.72ε）知，称重传感器公司，电桥输出与应变ε为非线性关系，只有应变ε足够小时才呈线性关系，即S=U0/Ui=1.28ε。德国学者雷納德的研究与试验证明：圆柱式弹性元件轴向应变值每变化100με，电桥产生的非线性约为0.007％。

（2）面积变化引起的非线性误差

面积效应产生的非线性误差主要表现为：

圆柱式弹性元件承受压向载荷时，截面积增大，同时弹性元件刚度连续增强，输出小于线性值，呈递减的抛物线；承受拉向载荷时，截面积减小，同时弹性元件刚度连续减弱，输出大于线性值，呈递增的抛物线。试验证明圆柱式弹性元件轴向应变值每变化100με，面积变化所引起的非线性约为0.003％。  

（3）应变程度高引起的非线性误差

由于泊松比μ的影响，轴向与径向应变相差较大，对输出值产生较大影响。为提高输出灵敏度S，必须加大轴向应变ε，而增大ε必然使P-ε函数中产生非常量因子，称重传感器加工厂，因此加大了非线性误差。

为提高圆柱、方柱式弹性元件的固有线性，美国学者奥蒙德研制出不依靠非线性补偿技术，而是立足圆柱、方柱弹性元件本身结构的改变来提高固有线性度的新型结构。这就是在圆柱、方柱弹性元件的中心，对称的加工出两个圆形或斜方形盲孔，分别形成的圆形盲孔拉伸式称重传感器和斜方形盲孔剪切式称重传感器。前者多将圆形盲孔的底部（即腹板）加工成十字形薄板，当承受拉向载荷时，盲孔的纵轴伸长、横轴缩短的变形即为中心十字形薄板的边界条件，则十字形薄板产生拉向和压向应力；后者在承受轴向拉伸载荷时，在斜方形盲孔的边缘相互垂直的两个平面上，称重传感器定制，产生大小相等、方向相反的剪应力，并在腹板上引起纵向拉伸应力和横向压缩应力，两者均满足组成惠斯通电桥电路的条件。

称重传感器防护密封的基础与方法

称重传感器防护与密封的基础，是涂刷电阻应变计防护面胶。

对防护面胶的要求是：

（1）绝缘强度＞5000MΩ，体积电阻1014～1018Ω.cm；

（2）与金属表面有很强的粘结力，防止潮湿气体从界面渗入；

（3）吸潮性小，内聚强度大；

（4）固化反应不释放有害化合物，对电阻应变计无腐蚀作用；

（5）固化成膜后柔软并在弹性元件应变范围内恒弹性。

电阻应变计防护面胶的涂刷时机与涂刷前的清洗至关重要。在称重传感器生产工艺流程中，是在完成下列兩项工作后进行，其一是贴片、加压固化、卸压后固化、质量检查、粘贴端子、焊线组桥和测量绝缘电阻各工序质量合格；其二是对工序质量合格的弹性元件进行整体清洗。弹性元件整体清洗后必须尽快放入高温试验箱内，加温40℃并保温一定时间，从箱内取出弹性元件在干燥的环境条件下涂刷防护面胶。其目的是防止电阻应变计在生产过程中受潮，轴位移传感器，并为最后的防护与密封打好基础。

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引起蠕变误差的主要因素为：

（1）弹性元件金属材料中，支配弹性后效（蠕变）因素的综合，其因素主要是材料的组织结构、热处理工艺过程、稳定处理工艺、良好工作应力。

（2）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），即黏弹性后效。

（3）电阻应变计敏感栅材料由于扩散而引起原子从新分布，使蠕变抗力减小。

（4）弹性元件绝热温度变化的热弹性效应影响。

从称重传感器蠕变误差的具体分析中，完全证明了上述因素对蠕变性能的影响：

（1）弹性元件金属材料及热处理状态选择不当，材料本身固有蠕变较大。

（2）电阻应变计基底和应变胶粘剂层过厚且固化不完全，承受应变后基底与胶层之间发生滑动，产生蠕滑效应使输出随时间而减少，机械应变越大、胶粘层越厚，蠕变越大。

（3）电阻应变计基底和敏感栅尺寸选择不合理，导致电阻应变计端头剪应力过大，使胶粘剂层剪切模量降低，刚度减小，蠕变增大。

（4）弹性元件应变区的工作应力过高，受载后由于内应力急剧变化而产生温度变化，来不及向周围传导和与环境对流交换，使应变区产生绝热温度变化。

（5）量程小的称重传感器蠕变误差较大，这是因为弹性元件金属材料的正蠕变由于应变梁薄而增大的缘故。目前较为盛行的看法是由于机械加工弹性元件最外层金属材料损失了一些弹性，对其刚性造成较大影响，因此正蠕变值变大。

（6）对蠕变效应的研究结果证明，敏感栅长的比敏感栅短的电阻应变计蠕变小；热固型比冷固型应变胶粘剂蠕变小；粘贴电阻应变计胶层薄（以5μm为较好）的比胶层厚的蠕变小；粘贴在弹性元件上的电阻应变计进行老化处理的比不进行老化处理的蠕变小。

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