称重传感器上、下压垫的接触面,都影响载荷的引入和传递。上压头表面不平度和粗糙度都很高时,表面硬度影响可以忽略不计,上压头厚度影响也很小,因为接触仅发生在球面中心一个小接触圆上。一般要求上压头的硬度小于弹性元件的硬度,但不能太低,因为压头硬度越低、粗糙度越大,在较小的载荷下会产生较大的变形,将使合力作用点发生变化,引起称重传感器灵敏度误差。
英国物理研究所用环氧树脂称重传感器模型,测压传感器,在不同表面粗糙度和不同材料制成的橡胶、环氧树脂和钢底座上进行试验,确定接触表面粗糙度的影响。试验要点是在环氧树脂弹性元件模型上粘贴电阻应变计,改变接触表面的粗糙度及弹性元件模型尺寸(高度H和直径D),测量出其径向应变值。
在H/D=1.46 ,载荷P=10KN条件下,其试验结果如下:
接触表面光滑有润滑时,径向应变1140×10-6;
接触表面光滑无润滑时,径向应变1100×10-6。
在H/D=1.88 ,载荷P=10KN条件下,其试验结果如下:
接触表面为光滑的钢质压垫时,条形传感器,径向应变为1120×10-6;
接触表面为光滑的环氧树脂时,径向应变为1080×10-6;
接触表面为光滑的橡胶压垫时,径向应变为1030×10-6。
上述试验结果证明:接触表面越光洁,载荷传递性能越好,输出就越大,对称重传感器灵敏度无影响。
轴对称六方形截面环(或矩形截面环)型称重传感器,所具有的结构紧凑新颖,准确度、稳定性高,传感器,滞后小,*偏心、侧向载荷能力强,耐恶劣环境条件性能好等特点,明显突出于其它结构的称重传感器,是称重传感器结构*的典型代表,从中可总结出:
1.为****称重传感器的准确度和稳定性,弹性元件应尽量设计成一个整体型结构,从结构上保证性能波动较小;
2.尽可能从设计与制造上消除载荷引入,承载压垫的形状、硬度、表面粗糙度、摩擦系数等外界因素,对弹性元件应变区的影响;
3.为实现几乎无滞后或小滞后目标,必须设计成弹性元件变形时,不与底部支承面产生摩擦或摩擦力矩很小,不阻止弹性元件变形恢复;
4.弹性元件结构比较对称,以增强抵*偏心、侧向载荷的能力,减小温度变化的影响;
5.减少中间环节,使外载荷直接施加在弹性元件上,并在加载、承载结构上利用间隙法实现有效的过载保护;
6.载荷引入部分与防护外壳的设计,小精密传感器,应有利于膜片的焊接密封和实施抽真空充惰性气体工艺。
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