稱重傳感器彈性體：稱重傳感器彈性體材料關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用
摘要：
彈性體是應(yīng)變式稱重傳感器核心元件,彈性體的滯彈性能影響傳感器精度和計(jì)量性能,是傳感器設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù).彈性體滯彈性研究是開發(fā)高精度稱重傳感器的必由之路.本文首次采用配以高精度溫箱和加載裝置的雙頻激光干涉測(cè)試系統(tǒng),納米尺度量化研究了17-4PH鋼滯彈特性,該測(cè)試系統(tǒng)精度達(dá)到0.1nm.采用應(yīng)變式傳感器設(shè)計(jì)原理,定性研究了不同亞結(jié)構(gòu)40CrNiMo鋼滯彈行為.結(jié)合透射電鏡,內(nèi)耗測(cè)試,數(shù)值模擬和X衍射等技術(shù)系統(tǒng)研究了17-4PH鋼和40CrNiMo鋼彈性體滯彈特性.分析了2Cr13鋼彈性體易開裂失效的原因,并解決了困擾2Cr13鋼彈性體工程應(yīng)用問題.論文主要工作和成果如下: 研究了17-4PH鋼彈性體測(cè)試間隔時(shí)間對(duì)滯彈性能的影響.結(jié)果表明,測(cè)試間隔時(shí)間約低于12分鐘,17-4PH鋼彈性體滯后和回零值無變化,間隔時(shí)間大于12分鐘,彈性體滯后和回零隨測(cè)試等待時(shí)間延長(zhǎng)而增加.分析認(rèn)為,溶質(zhì)原子應(yīng)力感生有序是造成17-4PH鋼滯后和回零隨測(cè)試等待時(shí)間變化的根本原因,應(yīng)力感生有序造成的滯后占到17-4PH鋼滯后的4～7%.磁場(chǎng)影響17-4PH鋼滯彈性,磁飽和彈性體滯后比未經(jīng)磁化處理彈性體滯后低20～30%,部分磁化彈性體滯后要高于未磁化彈性體的滯后.分析認(rèn)為,磁飽和彈性體無磁彈性內(nèi)耗產(chǎn)生(磁致伸縮及其逆效應(yīng)),從而降低滯后;部分磁化彈性體內(nèi)部可能形成宏觀渦流損耗,導(dǎo)致滯后增大.研究了相同固溶處理,不同時(shí)效工藝17-4PH鋼滯彈行為.結(jié)果表明,固溶態(tài)(不時(shí)效)17-4PH鋼具有突出大滯彈,尤其是彈性蠕變.相同硬度條件下,低溫時(shí)效試樣滯彈性能好于高溫時(shí)效試樣,過時(shí)效增大17-4PH鋼滯彈,17-4PH鋼的硬度和滯彈性能呈非線性關(guān)系.分析認(rèn)為,17-4PH鋼強(qiáng)化源于基體中彌散析出的Cu粒子,時(shí)效溫度升高,Cu粒子尺寸變大,彌散度下降,基體位錯(cuò)密度降低,回復(fù)特征明顯,從而滯彈性變差.加載應(yīng)力和測(cè)試溫度對(duì)彈性體滯彈性能有顯著影響,彈性蠕變和蠕變恢復(fù)值同步變化,它們和滯后隨加載應(yīng)力增大,測(cè)試溫度升高而變大.應(yīng)力對(duì)滯后的影響明顯大于溫度對(duì)滯后的影響.彈性體滯彈性的絕對(duì)變化量和相對(duì)變化量無對(duì)應(yīng)關(guān)系.17-4PH鋼內(nèi)耗測(cè)試表明,內(nèi)耗隨著應(yīng)變振幅增加和溫度上升而變大,動(dòng)態(tài)模量與內(nèi)耗變化方向相反,內(nèi)耗大小與滯彈性具有相似的變化趨勢(shì),試樣在低于10~(-6)應(yīng)變即產(chǎn)生內(nèi)耗和滯后.研究了17-4PH鋼固溶后,時(shí)效前的預(yù)形變對(duì)彈性體滯后的影響,結(jié)果表明,預(yù)形變方向與彈性體測(cè)試同向則降低滯后,反向則增加滯后,該現(xiàn)象和包申格效應(yīng)有關(guān). 研究了相同淬火溫度,不同回火亞結(jié)構(gòu)40CrNiMo鋼滯彈特性.結(jié)果表明,回火屈氏體滯彈性能最好,回火馬氏體和回火索氏體滯彈較差.分析認(rèn)為,低溫回火組織中約4.1%沿界面分布的殘余奧氏體,以及組織中存在較大殘余拉應(yīng)力和不穩(wěn)定組織降低了回火馬氏體滯彈性能.中溫回火時(shí),淬火形成的孿生組織和殘余奧氏體轉(zhuǎn)變基本結(jié)束,淬火拉應(yīng)力消除,回火屈氏體組織具有優(yōu)良滯彈性能.高溫回火組織強(qiáng)度低,碳化物粗化導(dǎo)致回火索氏體較差的滯彈性能.研究了不同熱處理工藝,相同熱處理硬度(44～46HRC)時(shí)40CrNiMo鋼滯彈特性.結(jié)果表明,等溫淬火下貝氏體組織滯彈性最優(yōu),亞溫淬火和高溫淬火均不利于滯彈性能.亞溫淬火組織中沿晶未溶鐵素體增大彈性體滯彈性.高溫淬火粗大組織降低了相界面積,晶界滑移阻力下降,增大滯彈.下貝氏體由條狀鐵素體和彌散均勻分布的短桿狀碳化物組成,彌散均布碳化物以及組織中殘余壓應(yīng)力是下貝氏體具有最佳滯彈性能的主因. 研究表明,2Cr13鋼應(yīng)力腐蝕開裂傾向較大,原420℃回火工藝處于2Cr13鋼敏化溫度和回火脆性區(qū).在270～420℃回火區(qū)間,2Cr13鋼應(yīng)力腐蝕抗力隨回火溫度升高顯著降低,應(yīng)力腐蝕開裂敏感性指數(shù)由300℃回火時(shí)的9.2%上升到420℃回火時(shí)的71.8%.在270～420℃回火區(qū)間,隨回火溫度升高,2Cr13鋼強(qiáng)度略微增加,沖擊性能顯著降低,滯后略微減小.彈性體表面Ni-P鍍層內(nèi)存在約150MPa拉應(yīng)力,Ni-P鍍顯著降低2Cr13鋼應(yīng)力腐蝕抗力.噴丸強(qiáng)化在工件表面誘導(dǎo)650MPa壓應(yīng)力,極大提高2Cr13鋼應(yīng)力腐蝕開裂抗力.
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稱重傳感器彈性體：稱重傳感器的工作原理圖
原標(biāo)題：稱重傳感器的工作原理圖
/// 專 業(yè) 的 工 業(yè) 傳 感 與 測(cè) 量 搜 狐 號(hào) ///
稱重傳感器作為一種典型的傳感器，其原理將質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)量的電信號(hào)輸出的裝置。稱重傳感器按轉(zhuǎn)換方法分為光電式、液壓式、電磁力式、電容式、磁極變形式、振動(dòng)式、陀螺儀式、電阻應(yīng)變式等8類，以電阻應(yīng)變式使用最廣。
因此，我們以電阻應(yīng)變式稱重傳感器為例，來跟大家分享稱重傳感器的工作原理及原理圖。
電阻應(yīng)變式稱重傳感器的工作原理圖（如圖一、圖二）
在測(cè)量過程中，重量加載到稱重傳感器的彈性體上會(huì)引起塑性變形。
應(yīng)變 （正向和負(fù)向） 通過安裝在彈性體上的應(yīng)變片轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)。最簡(jiǎn)單的彎曲梁稱重傳感器只有一個(gè)應(yīng)變片。通常，彈性體和應(yīng)變片通過多種方式來結(jié)合，例如，外殼，密封部件等來保護(hù)應(yīng)變片。
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稱重傳感器彈性體：稱重傳感器的常用材料
原標(biāo)題：稱重傳感器的常用材料
稱重傳感器性能的優(yōu)劣非常大水平上在于生產(chǎn)制造材料的挑選。下邊我給大伙兒介紹一下稱重傳感器的常見材料都有哪些，有必須的閱讀者能夠進(jìn)去看一下。
稱重傳感器材料包含下列好多個(gè)一部分：應(yīng)變片材料、彈性體材料、貼片式黏合劑材料、密封劑材料、引線密封性材料和引線材料。
應(yīng)變片和電阻器元器件材料
應(yīng)變片是稱重傳感器的磁感應(yīng)一部分，它將外力的大小轉(zhuǎn)換為電力學(xué)量輸出，是感應(yīng)器最重要的構(gòu)成部分，常見的應(yīng)變片板材選用高分子材料塑料薄膜材料，應(yīng)變力材料一般為高純康銅 。應(yīng)變片的性能不僅與板材和康銅純凈度相關(guān)，還與生產(chǎn)制造加工工藝相關(guān)。提升 加工工藝技術(shù)實(shí)力也是改進(jìn)感應(yīng)器性能一個(gè)很重要的層面。
彈性體材料
稱重傳感器彈性體的功效是傳送外力作用，它務(wù)必具備在遭受同樣力尺寸的情況下，造成變形一樣，由于應(yīng)變片就黏貼在彈性體上邊，彈性體的變形便是應(yīng)變片的變形；與此同時(shí)它還須具備校準(zhǔn)性，在外力作用消退的情況下，能夠全自動(dòng)校準(zhǔn)。彈性體材料一般挑選各種各樣金屬材料，關(guān)鍵有鋁合金型材、不銹鋼板和碳素鋼這些。
貼片式黏合劑材料
貼片式黏合劑是把應(yīng)變片和彈性體緊緊固定不動(dòng)在一起，使他們?cè)斐傻淖冃问冀K一致。不難看出，貼片式黏合劑也是一個(gè)關(guān)鍵構(gòu)件。二十一世紀(jì)初，應(yīng)用叫多的貼片式黏合劑是組份高分子材料環(huán)氧樹脂系列產(chǎn)品黏合劑。二十一世紀(jì)初，它的性能與它本身的純凈度、混和方法、存儲(chǔ)時(shí)間、干固方法、干固時(shí)間等關(guān)聯(lián)非常大，在應(yīng)用以前按要細(xì)心看它的詳解。
密封劑材料
初期的稱重傳感器密封性都選用密封劑，之后因?yàn)樯a(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，用焊接工藝能夠提升 巨大感應(yīng)器的可靠性和使用期限。盡管二十一世紀(jì)初許多選用了焊接工藝，可是一些關(guān)鍵位置還需擦抹一些密封劑。密封劑一般都選用硅橡膠，硅橡膠具備可靠性好的優(yōu)勢(shì)，能夠防水、耐腐蝕，絕緣層性能也很好。
引線密封性和引線材料
感應(yīng)器輸出引線如果不固定不動(dòng)得話，會(huì)產(chǎn)生毀壞或松脫，造成 數(shù)據(jù)信號(hào)不穩(wěn)定或沒有輸出。二十一世紀(jì)初感應(yīng)器輸出都選用射頻連接器的方法，射頻連接器的材料和擰緊幅度也會(huì)給輸出產(chǎn)生危害。最好是選用射頻連接器跟密封劑相互配合應(yīng)用。內(nèi)部引線也必須固定不動(dòng)，避免 其四處挪動(dòng)。引線的品質(zhì)也很重要，其材料性能從高到低的順序排列先后為鍍金、銅心線和鋁錢。假如周邊高頻率數(shù)據(jù)信號(hào)、電磁波影響比較嚴(yán)重得話，還需選用屏蔽雙絞線；在腐蝕自然環(huán)境和易燃易爆物品場(chǎng)所則必須選用防腐蝕防阻燃性和防爆型電纜線，另加防水套管開展維護(hù)。返回搜狐，查看更多
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稱重傳感器彈性體：稱重傳感器的彈性體的制作方法
專利名稱：稱重傳感器的彈性體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種稱重傳感器的彈性體，屬于電子衡器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在工業(yè)場(chǎng)合，隨著生產(chǎn)效率的不斷提高，對(duì)稱重的要求也越來越高， 傳統(tǒng)的靜態(tài)稱重己經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)高速、高效的要求，迫切需要解決 在動(dòng)態(tài)場(chǎng)合的高精度稱重問題。動(dòng)態(tài)場(chǎng)合下，稱重傳感器會(huì)受到更多的振 動(dòng)、沖擊、擠壓、扭轉(zhuǎn)等影響，因此對(duì)稱重傳感器的自身保護(hù)提出了更高 的要求。而目前公開的稱重傳感器由于缺乏保護(hù)，造成了稱重傳感器很快 損壞。尤其在小容量的稱重應(yīng)用中，由于小容量的稱重傳感器敏感梁更薄， 在這種動(dòng)態(tài)環(huán)境下就更容易損壞。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)下稱重安全保護(hù) 的稱重傳感器的彈性體。
本實(shí)用新型為達(dá)到上述目的的技術(shù)方案是 一種稱重傳感器的彈性體, 包括固定部分和應(yīng)變部分，應(yīng)變部分包括應(yīng)變孔、應(yīng)變梁和位于兩應(yīng)變梁 之間的變形槽孔，其特征在于所述位于應(yīng)變部分的變形槽孔處具有兩個(gè) 限位孔，限位孔的軸線與應(yīng)變梁的軸線呈90。 ±5° ，限位孔的前端延伸進(jìn) 入固定部分并與變形槽孔相交，銷軸安裝在限位孔內(nèi)，銷軸與固定部分的 限位孔緊密配合，銷軸與應(yīng)變部分的限位孔為間隙配合，且單邊間隙在
0.05 1.5 mm之間。
本實(shí)用新型在彈性體的應(yīng)變部分上設(shè)有兩個(gè)軸銷，該軸銷的軸線與應(yīng) 變梁的軸線呈90。 ±5°設(shè)置，由于該兩軸銷的一端與彈性體固定部分緊密 封配合，將軸銷可靠地連接在彈性體的固定部分，而部分軸銷與應(yīng)變部分 的彈性體存在間隙，使應(yīng)變部分的彈性體與軸銷的另一部分形成一個(gè)保護(hù) 間隙，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，當(dāng)彈性體承受到來自水平方向的任何方向的水平 力及垂直方向的向上或向下的力時(shí)，可通過該銷軸來限制彈性體的變形量，
減小彈性體沖擊后的變形。本實(shí)用新型的彈性體不僅在垂直受力方向上同 時(shí)具有上、下限位作用，而且能夠有效抵抗水平力，實(shí)現(xiàn)了多方向的保護(hù)， 具有優(yōu)良的抗扭性能，能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)下稱重的安全保護(hù)，適用于在動(dòng)態(tài)場(chǎng)合 下的快速稱重計(jì)量。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的A—A剖視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本實(shí)用新型的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1—電纜線，2—電纜接頭，3—彈性體，31—固定部分，32—應(yīng) 變部分，33—應(yīng)變孔，34—變形槽孔，35—應(yīng)變梁，36—限位孔，4—線路 板，5_銷軸，6—應(yīng)變片。
具體實(shí)施方式
見圖1、 2所示，本實(shí)用新型稱重傳感器的彈性體，包括固定部分31 和應(yīng)變部分32，固定部分31安裝有線路板4，彈性體3的外部還安裝有電 纜接頭2，與線路板4連接的電纜線1穿出電纜接頭2，彈性體3的固定部 分31還具有螺紋孔，通過緊固件將彈性體固定在基座上。見圖1所示，本 實(shí)用新型的應(yīng)變部分32包括應(yīng)變孔33、應(yīng)變梁35和位于兩應(yīng)變梁35之間 的變形槽孔34，見圖2所示，該兩個(gè)變形槽孔34為中部開槽的梅花形槽孔， 或如圖3所示，兩個(gè)變形槽孔34為相等的槽寬的槽 L，在位于應(yīng)變部分32 的兩變形槽孔34處設(shè)有兩個(gè)限位孔36，該限位孔36的軸線與應(yīng)變梁35的 軸線呈90° ±5° ，限位孔36的前端延伸進(jìn)入固定部分31，且限位孔36 與變形槽孔34相交，銷軸5安裝在限位孔36內(nèi)，銷軸5與固定部分31的 限位孔緊密配合，銷軸5與應(yīng)變部分32的限位孔為間隙配合，且單邊間隙 在0.05 1.5 mm之間。本實(shí)用新型的限位孔36為圓孔或四邊以上的等邊多 邊形孔，限位孔兩側(cè)的孔徑相等或不等，而銷軸5為圓柱銷或四邊以上的 等邊多邊形柱銷，該軸銷5可以等徑或階梯形，位于應(yīng)變部分32的限位孔 內(nèi)的銷軸5后端面與變形槽孔34的外端面之間的距離在2 mi以上，銷軸5 部分與彈性體3的固定部分31連接，因此可使銷軸5位于應(yīng)變部分32的 該保護(hù)間隙對(duì)彈性體3進(jìn)行保護(hù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)下稱重的安全保護(hù)。
權(quán)利要求1、一種稱重傳感器的彈性體，包括固定部分(31)和應(yīng)變部分(32)，應(yīng)變部分(32)包括應(yīng)變孔(33)、應(yīng)變梁(35)和位于兩應(yīng)變梁之間的變形槽孔(34)，其特征在于所述位于應(yīng)變部分(32)的變形槽孔(34)處具有兩個(gè)限位孔(36)，限位孔(36)的軸線與應(yīng)變梁(35)的軸線呈90°±5°，限位孔(36)的前端延伸進(jìn)入固定部分(31)并與變形槽孔(34)相交，銷軸(5)安裝在限位孔(36)內(nèi)，銷軸(5)與固定部分(31)的限位孔緊密配合，銷軸(5)與應(yīng)變部分(32)的限位孔為間隙配合，且單邊間隙在0.05～1.5mm之間。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述稱重傳感器的彈性體，其特征在于所述的 限位孔(36)為圓孔或四邊以上的多邊形孔，銷軸(5)為圓柱銷或四邊 以上的多邊形柱銷。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的稱重傳感器的彈性體，其特征在于所述 位于應(yīng)變部分(32)限位孔內(nèi)的銷軸(5)的后端面與變形槽孔(34)的 外端面之間的距離在2 mm以上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種稱重傳感器的彈性體，屬于電子衡器技術(shù)領(lǐng)域。包括固定部分和應(yīng)變部分，應(yīng)變部分包括應(yīng)變孔、應(yīng)變梁和位于兩應(yīng)變梁之間的變形槽孔，所述位于應(yīng)變部分的變形槽孔處具有兩個(gè)限位孔，限位孔的軸線與應(yīng)變梁的軸線呈90°±5°，限位孔的前端延伸進(jìn)入固定部分，且限位孔與變形槽孔相交，銷軸安裝在限位孔內(nèi)，銷軸與固定部分的限位孔緊密配合，銷軸與應(yīng)變部分的限位孔為間隙配合，且單邊間隙在0.05～1.5mm之間。本實(shí)用新型的彈性體不僅在垂直受力方向上同時(shí)具有上、下限位，而且能夠有效抵抗水平力，實(shí)現(xiàn)了多方向的保護(hù)，具有優(yōu)良的抗扭性能，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)下稱重的安全保護(hù)，適用于在動(dòng)態(tài)場(chǎng)合下的快速稱重計(jì)量。
文檔編號(hào)G01G23/00GKSQ
公開日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2008年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月8日
發(fā)明者湯建華, 錢衛(wèi)華 申請(qǐng)人:梅特勒-托利多(常州)精密儀器有限公司;梅特勒-托利多(常州)測(cè)量技術(shù)有限公司;梅特勒-托利多(常州)稱重設(shè)備系統(tǒng)有限公司
