浅析影响称重传感器迟滞性的因素

、迟滞性的定义

迟滞性的定义：横轴为载荷，纵轴为灵敏度输出，在测试传感器的特性时将额定载荷等分成五份，从0到100％逐级加载并读取相应的输出值，将五个读数点连成光滑曲线，这条曲线如图中粗实线，称之为加载曲线，也叫进程曲线。利用直线插入法计算75％点的相应数据，以零点和75％点划条直线，图中点线，这条直线称为直线，加载曲线与直线的误差称之为非线性误差。从100％到0分五等份逐级减载，并读取相应数据，将这五组数据连成光滑曲线，如图中粗虚线，称之为减载曲线，也叫回程曲线，减载曲线与加载曲线之间的误差称之为迟滞性误差。
    迟滞性误差反映的是传感器度的主要指标，误差的大小直接影响计量度，以在传感器的过程中须控制影响迟滞性的因素。同时也要在安装传感器的不同条件下尽量避免影响迟滞性的因素存在。
    以下详细介绍影响迟滞性的部分因素。

二、影响迟滞性的因素分析

    1、原材料
    弹性体：种金属材料，因为其内部的组织结构关系的复杂性，受到外力加压后在微小晶粒之间产生微应变，在外力消失后，微应变随之消失，但是是否*消失恢复到原始状态，不同的材料则有*不样的表现。在图1中，我们可以看到加载过程中的应变曲线ε₁与卸载过程中的应变曲线ε₂不重合，其差值△=ε₂-ε₁称之为迟滞性，差值的大小主要取决于材料本身成分的稳定性、均匀性、热处理后的金相组织等。作为称重传感器的关键元件——弹性体对此要求则为明显，可以不同的热处理方式提弹性限，以减少迟滞性。目前市场上常用的材料为40CrNiMoA，该种材料经过合理的热处理能取得的综合机械。
    应变计：金属应变计的典型结构为敏感栅，基底，被覆层和引线组成。在传感器的应用中，敏感栅的电阻应变效应，将弹性体的应变转变为阻值变化，根据材料本身存在的迟滞性来看，应变计本身也存在迟滞性。目前上的应变计厂在应变计时充分考虑了迟滞性的自补偿，使其在传感器的应用中的影响量减到zui小。以在选择应变计时要考虑到这种因素。
    密封胶：在传感器的过程中要使用大量的密封胶，主要作用为固定线路和密封。从表面上看，在胶固化后是比较软的，相对弹性体的度几乎可以忽略不记。但是对小量程产品，须要加以考虑。小量程的产品，区相对薄弱，密封胶厚度的影响程度明显增加。

2、安装条件
    谓的安装条件，方面是指称重传感器在安装配件（如桥式传感器的底座）的边界条件。这种边界条件的影响，在《衡器》杂志上有详细的分析说明，如表面状况，安装扭力等是zui大的影响因素，在这里不作特别说明。另方面是指称重传感器在使用现场的安装条件，根据与不同应用的客户研究分析，发现下列情况影响传感器或者说是整机的迟滞性，如表面状况、接触面积、安装扭力、螺栓度、承载面硬度等均会影响。这些影响因素有时会被误诊为传感器的不良。
    表面状况：是指秤台与传感器的接触面的质量，如粗糙度，平行度等。表面过于粗糙，在长时间使用时会使紧固螺栓松动并影响。如果平行度偏大，加载后会使传感器产生不要的分力，直接影响产品度，同时也无法体现传感器的真实度。有的为了降低成本直接将定厚度的钢板裁成合适的尺寸焊接到秤台上，不经过加工处理，使用初期有问题，随着时间的延长度会越来越差。
    接触面积：是指传感器与秤台固定的接触面积。如图4示，(a)接触面过小，(b)接触面过大。不同的产品，由于结构和的不同，接触面的大小也是有些差别，以在传感器的过程中须加以确定，并同时在传感器的安装使用说明书中详细定义，以客户能按照*条件安装使用。

 安装扭力：在《衡器》杂志上曾经介绍过桥式传感器的安装扭力与迟滞性的关系，在接触面定的条件下，安装扭力越大，迟滞性越小。同样的道理，如果将传感器安装在不同的设备上，安装扭力的大小也直接影响产品的真实度。传感器按照不同受力结构分为单点式，悬臂梁式，桥式，“S"式，轮辐式，柱式等六大类。安装扭力的影响规律对不同结构的产品是不样的。例如悬臂梁传感器，安装扭力在100Nm时，能得到*的迟滞性。扭力过大或过小，迟滞性都会变差（不同的产品安装扭力*值会不样，须经过实验才能确定）。轮辐式传感器的迟滞性对安装扭力为敏感，以在使用时定要依照厂商的安装使用说明书进行安装，以产量。
    螺栓度：螺栓的度影响与安装扭力是样的，如果度不足，在产品安装使用段时间之后，锁紧力则会变松，进而影响度。
    安装面硬度：以悬臂梁传感器来说明，因其固定端的接触面较小，如果硬度过低，则在使用过程中随使用次数的增加，受力支点则会移动，如图5，受力支点从a点移到b点，则度会有不同程度的变化。

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