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称重传感器的生产流程

2019-06-18

  一、电阻应变式传感器主要由弹性体、应变计、补偿电路、电缆线、密封材料等几部分组成,下面对这几部分的功能加以简单描述:弹性体—力的采集元件,是应变式传感器的基本构成部件;应变计—将力信号转换为电阻值变化的敏感元件,是构成应变式传感器的心脏元件;补偿电路—用于对传感器的零点,输出灵敏度等基本参数进行修正,以满足产品标准和用户使用要求,是构成传感器的必要部分;电缆线—用于将应变计采集的信号输出的载体,是构成宁波称重传感器的必须部分;密封材料—为保护传感器的性能满足设计要求,适应外界环境的变化,刷涂,粘贴或封灌在传感器敏感栅上的一些材料,主要目的是防止外界的灰尘,潮气和有害气体侵蚀传感器,对产品性能造成影响和破坏。

  二、传感器制作工艺

  (一)主要工艺步骤:贴片→组桥→补偿→测试→防护

  (二)贴片过程简述:贴片就是利用胶粘剂,将应变计粘贴在弹性体上,并通过一定的条件(升温,加压),使弹性体与应变计紧密结合,从而达到由应变计来传递弹性体应力应变的过程。贴片是整个传感器制造过程中(机械加工部分除外)关键工序,贴片质量的好坏,直接决定了一只传感器的性能,直接影响到传感器的零点,零点补偿,滞后,蠕变,重复性,稳定性等关键指标。

  (三)组桥过程简述:组桥是将应变计按一定的要求连成惠斯顿电桥的过程。组桥是由焊点打磨挂锡、焊接导线的准备、桥路的连接等步骤组成。

  (四)补偿过程简述:补偿指的是对连完桥的传感器零点输出和满量程输出的修正。

  1、对零点输出的修正:传感器在应用于称重系统的时候,由于要与仪表相配套使用,因此需将其零位修正到一定的范围,否则会增加整个测试系统的误差。同时,由于传感器在使用时环境温度的变化,也会引起零点输出随时间温度变化而变化,则就需要在生产中对传感器零点进行补偿,将其在应用到系统中后受环境影响而产生的变化降到符合使用要求的误差范围之内。

  2、对满量程的修正:传感器在使用时,由于材料受环境温度变化的影响,温度升高时其弹性模量变小,使得满量程输出变大;当温度降低时弹性模量变大,使得满量程变小。而这种满量程随输出温度变化而产生的变化往往大大超出传感器所允许的误差范围,因此就需要对这一现象进行修正,即对满量程的修正,也称之为温度灵敏度补偿。一般的,对温度灵敏度的补偿,在设计产品时已按一定的参数进行了修正,加入了桥路中。

  (五)测试过程简述

  1、测试的原理及计算:理论上的传感器输入与输出之间应当是线性关系,并且当输入为零时,输出也应当为零。理论计算公式为y=ax(x—力、y—输出电压、a—灵敏度系数);但是实际传感器不会达到以上理想的效果,非线性及其它性能会受环境、时间、材料等各种因素的影响。

  2、传感器测试性能要求:测力值与输出之间线性度要好,滞后要小,重复性要小,蠕变要小。

  3、传感器的输入输出关系:静态性能是被测量值处于稳定状态时的输入—输出关系,动态性能是输出量与随时间变化输入量的影响关系。测试的目的是检测传感器部分静态性能(线性、滞后、重复性、蠕变、阻抗、零位、输出灵敏度、温度灵敏度等)的过程。

  (六)防护过程简述

  测试合格的产品需要进行必要的防护处理以增强传感器的防潮性能和稳定性,延长传感器的使用寿命。传感器的防护可依据传感器的使用环境和传感器用户的要求来设定。一般超市中使用的计价秤或计数秤使用与室内环境,防护等级要求较低,一般IP65即可,这些产品我们一般只用硅橡胶涂敷于传感器的应变计或电路上进行保护即可。大多数汽车衡都被用于室外,环境较为恶劣,对传感器的防护等级较高,我们一般将传感器的贴片部位设计在沉孔中,防护时在沉孔中灌封硅酮树脂,再加一保护座封盖。这样的防护一般可满足IP66的要求。随着焊接技术的发展,为了提高传感器的密封性能,有些传感器在应变计贴片孔、接线处等电器元件部分焊接膜盒、盖板、或波纹管,这种结构的传感器的防护等级最高可达到IP68,不但可以达到防潮、防水外,也可以对一般的腐蚀性气体、腐蚀性介质达到防护效果。


    

  目前宁波传感器的焊接方法常见的有激光焊接和氩弧焊接,但是对于应变式传感器,明在应力采集处焊接膜盒后,膜盒的变形会影响应变计对弹性体的应力采集,对于小量程传感器尤为显,这样会影响传感器的线性滞后等性能,因此必须考虑每种传感器所使用膜盒的薄厚程度,通过具体的试验得出影响量的大小,得出合适的焊接参数,使传感器的性能达到最好。

  焊接的主要目的起到密封作用,因此焊接后的传感器,必须对焊缝进行检查,检查方法有用眼看,用放大器或监视器观测,气压试验,湿热试验等。焊缝不能有缝隙、气泡、气压后不漏气,湿热试验绝缘性能必须达到要求。为了保证外观质量,焊缝也应光滑、均匀。