影響微型測(cè)力傳感器穩(wěn)定的因素

微型測(cè)力傳感器是至少具有一個(gè)亞毫米級(jí)物理尺寸的傳感器。橋式電路（例如惠斯通電橋）由一個(gè)或多個(gè)在受力后會(huì)變形的彈性體和一個(gè)可以感知該變形的電阻應(yīng)變儀組成，并且電阻應(yīng)變儀可以固定并粘貼在彈性體上。微型測(cè)力傳感器由三部分組成，可以傳導(dǎo)一定應(yīng)變的粘合劑和保護(hù)電子電路的密封劑。

影響微型測(cè)力傳感器穩(wěn)定性的因素很多，可總結(jié)如下：

1.微型測(cè)力傳感器的結(jié)構(gòu)

微型測(cè)力傳感器的彈性元件，殼體，隔膜，上壓力頭和下壓力墊的設(shè)計(jì)必須確保結(jié)構(gòu)在加載后沒有性能波動(dòng)，或者性能波動(dòng)很小。因此，在設(shè)計(jì)微型測(cè)力傳感器時(shí)，應(yīng)盡可能確保應(yīng)變區(qū)具有單一作用力且應(yīng)力均勻。貼片部分應(yīng)平整；該結(jié)構(gòu)必須對(duì)偏心載荷和側(cè)向載荷具有一定的抵抗力；安裝力應(yīng)遠(yuǎn)離應(yīng)變區(qū)，并且在測(cè)量過程當(dāng)中應(yīng)避免承載點(diǎn)的移動(dòng)。盡管微型測(cè)力傳感器是組裝產(chǎn)品，但是為了確保良好的技術(shù)性能和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，應(yīng)盡可能將其設(shè)計(jì)為整體結(jié)構(gòu)。

2.彈性元件的金屬材料

彈性元件的金屬材料在微型測(cè)力傳感器的綜合性能和長(zhǎng)期穩(wěn)定性中起著關(guān)鍵作用。具有較高的強(qiáng)度和限制彈性，良好的時(shí)間和彈性模量的溫度穩(wěn)定性，低彈性滯后，并通過機(jī)械加工和熱處理產(chǎn)生的殘余應(yīng)力低的材料應(yīng)挑選。一些數(shù)據(jù)表明，只要淬火后材料的可塑性良好，其在機(jī)加工和熱處理后的殘余應(yīng)力就很小。還應(yīng)特別注意彈性模量隨時(shí)間的穩(wěn)定性，并且要求材料的彈性模子在微型測(cè)力傳感器的使用年限期間不發(fā)生變化。

3.機(jī)加工及熱處理工藝

在彈性元件的加工過程當(dāng)中，由于不均勻的表層變形，產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力。切削量越大，殘余應(yīng)力越大，并且由碾磨過程產(chǎn)生的殘余應(yīng)力很大。因此，應(yīng)制定合理的加工技術(shù)和適當(dāng)?shù)那邢髁俊Ｔ趶椥栽臒崽幚砥陂g，由于金屬材料的不均勻的冷卻溫度和相變，在芯和表層層中產(chǎn)生沿不同方向的殘余應(yīng)力。核心是拉應(yīng)力，而表層是壓應(yīng)力?；鼗鹛幚磉^程必須用于在內(nèi)部產(chǎn)生相反方向的應(yīng)力，從而消除殘余應(yīng)力并減少殘余應(yīng)力的影響。