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测力传感器的处理工艺有哪些?

浏览次数:   发布时间:2021-07-21 21:16:21

  除了制造过程中常用的温度老化和电老化外,处理测力传感器释放残余应力稳定性的方法主要有两种,即热处理法和机械法。
测力传感器
  一、热处理方法
  铝合金中使用的力测力传感器是在毛坯加工成弹性元件后制作的,主要有反淬法、冷热循环法和恒温时效法。
  1.反向淬火法
  在国内也叫低温快速加热法。将铝合金的弹性元件置于-196的液氮中,保温12小时后,迅速喷入新的高速蒸汽或放入沸水中。低温和快速加热产生的应力方向相反,相互抵消,从而释放残余应力。实验表明,液氮-高速蒸汽法可使残余应力降低84%,液氮-沸水法可使残余应力降低50%。
  2.冷热循环法
  冷热循环稳定性的处理过程为-196℃×4小时/190℃×4小时。三次循环后,残余应力可降低约90%。组织稳定,抗微塑性变形能力强,尺寸稳定性好。消除残余应力的效果如此明显。首先,加热时,原子热运动的能量增加,晶格畸变减小或消失,内应力减小。上限温度越高,原子热运动越大,塑性越好,残余应力释放越好。其次,由于冷热温度梯度引起的热应力和残余应力的相互作用,它们重新分布,残余应力降低。
  3.恒温老化法
  恒温时效可以消除机械加工和热处理产生的残余应力。LY12硬质铝合金在200℃高温恒温时效时,根据残余应力释放与时效时间的关系,表明保温24小时后残余应力可降低50%左右。
  二、机械法
  通常在测力传感器电路补偿调整和保护密封后产品基本成型时进行机械稳定化处理。主要工艺有脉动疲劳法、过载静压法和振动时效法。
  1.脉动疲劳法
  测力传感器安装在低频疲劳试验机上,上限为额定载荷或120%额定载荷,以每秒3-5次的频率循环5000-10000次。能有效释放弹性元件、电阻应变计和应变胶层的残余应力,提高零点稳定性和灵敏度的效果非常明显。
  2.过载静压法
  理论上可以应用于各种量程,但实际生产中多应用于铝合金小量程测力传感器。该工艺是在专用的标准重量加载装置或简单的机械螺旋加载设备中,对称重传感器施加4~8小时125%的额定载荷或24小时110%的额定载荷,使所有工艺释放残余应力,实现零点和灵敏度的稳定。过载静压工艺因其设备简单、成本低、效果好而被铝合金称重传感器制造商广泛采用。
  3.振动时效法
  称重传感器安装在额定正弦推力满足振动时效要求的振动台上。根据称重传感器的额定范围估算频率,确定施加的振动载荷、工作频率和振动时间。共振时效在消除残余应力方面优于振动时效,但必须测量测压元件的固有频率。振动时效和共振时效具有能耗低、周期短、效果好、不损伤弹性元件表面、操作简单等特点。振动时效的机理尚未确定。国外专家提出的理论和观点包括塑性变形理论、疲劳理论、晶格位错滑移理论、能量观点和材料力学观点。它只是给出了不同程度的解释,却没有充分的、令人信服的、权威的实验证明。

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