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测力传感器应该若何保障其精度

功夫:2023-08-11 点击次数:

在机械部件或部件的设计过程中,通常以为应力(应变)是规定散布在部件或部件上的。若是部件或部件的截面状态没有扭转,则无需思考应力(应变)散布不规定的问题。事实上,在机械零件或部件的设计中,并不是不思考应力(应变)的不规定散布,而是通过强度推算中的安全系数来蕴含应力(应变)。

对测力传感器而言,它是通过电阻应变片丈量弹性体上贴片部门的应变来丈量被测力的大幼。若是要保障贴片部门的应力(应变)与被测力维持严格的对应关系,其实就是要保障贴片部门的应力(应变)在测力传感器受力时依照肯定的法规散布在弹性体上。弹性关心片部位的应力(应变)散布在现实利用中影响较大的成分重要是弹性体受力前提的变动。

弹性体应力前提的变动是指当弹性体应力的大幼维持不变时,力的作用点产生变动,或者弹性体与相邻承载构件和承载构件之间的接触前提产生变动。若在设计弹性体结构时,不能思考这种情况,则可能导致弹性体上应力(应变)散布的不规定变动。

当筒式测力传感器高低端面受力均匀时,弹性关心片部门整个圆周上的应力(应变)散布均匀。当上端面和下端面上的应力产生变动时,两端面上的应力作用不再均匀散布。此时,弹性贴片周围上的应力(应变)散布是不成预测的。若气缸测力传感器弹性体的高杜纂直径之比足够大,弹性关心片周围的应力(应变)根基均匀散布。然而,在现实利用中,测力传感器通常很少提供大的装置空间地位,因而很难使气缸测力传感器弹性体的高杜纂直径之比足够大。弹性关心片周围的应力(应变)散布不均匀,散布不均匀随弹性体应力的变动而变动。在这种情况下,弹性关心片部位的应力(应变)不能与被测力维持严格的对应关系,会造成显著的测力误差。

为了削减弹性体受力前提变动造成的测力误差,一些传感器设计师选取增长筒式测力传感器弹性体上贴片数量的步骤,尽可能丈量弹性体上贴片周围应力(应变)散布不均匀的情况。这种处置步骤拥有肯定的成效,可削减弹性体受力前提变动引起的测力误差。然而,这种步骤终于是一种被动的步骤。补丁数量的增长总是有限的。依然很难丈量弹性体上补丁周围应力(应变)散布不均匀的情况,测力误差的减幼水平不够显著。

弹性体应力前提变动引起的测力误差的性质是弹性关心片周围应力(应变)的不规定散布。若是弹性关心片周围的应力(应变)散布可能受到肯定前提的约束,则迫使贴片部门的应力(应变)依照肯定的法规散布,从而使弹性关心片部门的应力(应变)与被测力根基维持严格的对应关系,从而削减弹性体应力前提变动引起的测力误差。

对于筒式测力传感器,在承载强度足够的情况下,若是将弹性贴片周围未贴片的部门挖空,则应力只能散布在未挖空的部门,这大大改善了应力(应变)的不规定散布 ;蛴α(应变)的不规定散布仅限于未挖空的部位,其不规定散布水平不大。所以,将电阻应变片粘贴在未挖空的部位,能够使测得的应力(应变)与被测力根基维持严格的对应关系。

事实上,上述处置步骤是基于这样一个准则:通过某种措施,弹性体上的应力(应变)集平散布在便于补丁检测的部位,从而实现测得的应力(应变)与被测力之间的严格对应关系,从而保障传感器的测力精度。


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