测力传感器弹性体的设计基本属于机械结构设计的范围,但因测力性能的需要,其结构上与普通的机械零件和构件有所不同,一般说来,厂家供应双向测力传感器,普通的机械零件和构件只须满足在足够大的安全系数下的强度和刚度即可,对在受力条件下零件或构件上的应力分布情况不必严格要求。
然而,对于弹性体来说,除了需要满足机械强度和刚度要求以外,必须保证弹性体上粘贴电阻应变片部位的应力( 应变) 与弹性体承受的载荷 ( 被测力 ) 保持严格的对应关系,双向测力传感器加工,同时为了提高测力传感器测力的灵敏度 ,还应使贴片部位达到较高的应力( 应变 ) 水平。
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测力传感器电阻应变计应具有很好的性能,要求灵敏系数稳定性好,热输出小,机械滞后和蠕变小,应变量为1000×10-6时疲劳寿命可达108,电阻值偏差小,批次质量均一性好等,应变粘结剂应具有粘结强度大,抗剪强度高。
弹性模量较大且稳定;电绝缘性能好;具有与弹性元件相同或相近的热膨胀系数;蠕变和滞后小;固化时胶层体积收缩小等。粘贴电阻应变计时一定要严格控制胶层厚度,双向测力传感器定做,因为粘结强度随胶层厚度的增加而降低。
弹性元件在热处理过程中,由于冷却温度不均匀和金属材料相变等原因,在芯部和表层产生方向不同的残余应力,其芯部为拉应力,表层为压应力,必须通过回火处理工艺,在其内部产生方向相反的应力,与残余应力相互抵消,减少残余应力的影响。
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作为工程机械中不可缺少的核心安全部件,测力传感器是决定整个系统准确性和可靠性的关键基础部位,甚至是整个力控系统的心脏,其准确度、稳定性和可靠性,直接影响测量系统的计量性能。
其*多数通用力传感器内部采用的敏感元件都是应变片,其作为电导体牢固地附着在基底上,当基底被拉伸时,应变片将会变长,反之被压缩时,应变片将会缩短,结果是导致应变片电阻产生变化,这就是应变测量原理,通过应变电阻产生变化来确定应变大小。
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