測力傳感器的設計必須確保結構不產生性能波動

影響測力傳感器穩(wěn)定性的因素很多，主要有:

1.測力傳感器的結構。

測力傳感器的彈性元件、外殼、膜片、上壓頭、下壓墊的設計必須確保結構不產生性能波動，或性能波動很小。因此，在設計測力傳感器時，應力區(qū)域應力應盡可能單一，應力應均勻；補丁部分應為平面；確保結構具有一定的抗偏心載荷和側向載荷能力；安裝力遠離應變區(qū)域，測量時應避免載荷支撐點的位移。測力傳感器雖然是裝配制造產品，但為了保證最佳的技術性能和長期穩(wěn)定性，盡可能設計成一個整體結構。

2.彈性元件的金屬材料。

彈性元件的金屬材料對測力傳感器的綜合性能和長期穩(wěn)定性起著關鍵作用。選用強度極限和彈性極限高、彈性模量時粘結劑黏結劑性好、彈性滯后小、機械加工和熱處理產生的殘余應力小的材料。數據顯示，只要材料淬火后塑性好，機械加工和熱處理后的殘余應力就很小。還要特別注意彈性模量隨時間的穩(wěn)定性，要求材料的彈性模具在測力傳感器使用壽命內不變。

3.機械加工和熱處理工藝。

在機械加工過程中，由于表面變形不均勻，彈性元件產生較大的殘余應力，切割量越大，殘余應力越大，磨削產生的殘余應力最大。因此，應制定合理的加工工藝，并規(guī)定適當的切在熱處理過程中，由于冷卻溫度不均勻和金屬材料的變化，彈性元件在芯和表面產生不同方向的殘余應力。內部方向相反的應力必須通過回火處理工藝抵消殘余應力，以減少殘余應力的影響。

4.電阻應變計和應變粘結劑。

電阻應變計應具有最佳性能，要求靈敏系數穩(wěn)定性好，熱輸出小，機械滯后和蠕變小，應變量1000×10時疲勞壽命108，電阻值偏差小，批次質量均勻性好。應變粘結劑應具有粘結強度高、抗剪強度高、彈性模量大、穩(wěn)定、電絕緣性能好、熱膨脹系數與彈性元件相同或相似、蠕變滯后小、固化時膠層體積收縮小等特點。粘接電阻應變計必須嚴格控制膠層厚度，因為粘接強度隨著膠層厚度的增加而降低。

這是因為薄膠層需要更大的應力來變形，不易產生流動和蠕變，界面內應力很小，產生氣泡和缺陷的概率相對較小，應變傳輸性能好，只要保護密封合理，就能達到較高的穩(wěn)定性水平。

5.制造工藝。

應變測力傳感器的工作原理和整體結構決定了一些工藝在生產過程中必須手動操作，人為因素對測力傳感器的質量影響很大。因此，必須制定科學、合理、可重復的制造黏合劑增加電子計算機控制的自動化或半自動化過程，盡量減少人為因素對產品質量的影響。

6.電路補償和調整。

應變測力傳感器屬于裝配制造，產品形成后，由于內部缺陷和外部環(huán)境條件，部分性能指標不能滿足設計要求，必須進行各種電路補償和調整，提高測力傳感器本身的穩(wěn)定性和外部環(huán)境條件的穩(wěn)定性。完善精細的電路補償工藝是提高測力傳感器穩(wěn)定性的重要環(huán)節(jié)。

7.保護和密封。

保護和密封是測力傳感器制造過程中的關鍵過程，是測力傳感器能夠穩(wěn)定可靠地工作測力傳感器穩(wěn)定可靠工作的根本保證。如果保護密封不良，彈性元件上粘貼的電阻應變計和應變零件劑層會吸收空氣中的水分，導致粘合強度和剛度下降，導致零地移和輸出不規(guī)則變化，直到測力傳感器失效。

因此，有效的保護密封是測力傳感器長期穩(wěn)定工作的根本保證，否則會浪費各種工藝成果。

8.穩(wěn)定性處理(人工老化試驗)

除了處理上述因素的影響外，提高測力傳感器的穩(wěn)定性最重要的方法是采取各種技術措施和工藝手段，模擬有效的人工復雜試驗的使用條件，盡可能釋放殘余應力，盡量減少其性能波動。