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稱重傳感器產生滯後誤差的主要因素

發布時間:2021-12-27 15:03:34 |來源:網絡轉載

(1)稱重傳感器彈性元件承載麵與下壓墊接觸麵設計不合理,主要是接觸麵積過大,壓墊材料摩擦係數大等,當彈性元件受載時,底麵必然產生一個向外移動的力矩,在卸掉載荷時由於底麵摩擦力矩存在,使底麵向回移動的力矩小於變形時向外移動的力矩,阻滯了彈性元件變形的恢複而產生滯後誤差。

(2)彈性元件應變區與支承邊界設計不合理,固有滯後大,比較典型的結構就是輪輻式稱重傳感器。輪箍變形位移量與其剛度密切相關,剛度大,變形位移小,底摩擦作用時間短,輪輻應變恢複快,滯後小,反之滯後大。因此,輪轂、輪箍剛度應足夠大,確保輪輻與輪轂、輪箍連接處轉角為零。輪輻是應變敏感部分,其變形量與輪輻長度L成正比,與截麵積A成反比。因此輪輻長度L小截麵積A大,變形量小,應變恢複快,滯後小。輪輻高度h與厚度b之比(h/b),與稱重傳感器滯後的關係不可忽視,在其它條件相同的情況下,改變h/b的比值,剪應力τ和彎曲應力σ均改變,對滯後有一定影響。所以在輪箍剛度足夠大時,適當增加輪輻的剪應變,降低彎曲應變,可減小滯後。

(3)雙剪梁型稱重傳感器邊界條件對滯後的影響。雙剪梁彈性元件與底座接觸麵的滑動是產生滯後誤差的重要原因。在加、卸載過程中,雙剪梁彈性元件與底座滑動方向相反,因此作用在彈性元件上的摩擦力方向也相反,正是此摩擦力造成應變區剪應力變化。接觸麵摩擦係數大,隨著載荷的增加滯後的絕對值由小變大。盲孔中心到彈性元件端麵的距離太小,底摩擦力對應變區影響較大。減少滯後誤差的方法:

(1)盡量減小彈性元件與底座的摩擦係數。

(2)優化結構參數,使底摩擦力對應變區影響最小。

(3)預緊力應足夠大,盡量約束彈性元件滑移。

(4)對機械加工形位公差的要求盡量高一些。其影響突出的表現在圓環式、板環式彈性元件上,當兩端加載螺紋不同心時,真正通過彈性元件的

載荷值與計量軸線偏α角度,隨著載荷的增加,α夾角逐漸變小,有效計量載荷不斷加大,使輸出呈遞增的拋物線。

(5)稱重傳感器彈性元件上的保護外殼、密封膜片應設計合理盡量不影響靈敏度。若有不正確接觸或承受一定應力,都會產生阻滯彈性元件變

形恢複的力或力矩,而產生滯後誤差。

(6)合理選擇彈性元件金屬材料的熱處理工藝,減小材料本身的彈性滯後。例如應用最為廣泛的合金結構鋼40CrNiM0A,其彈性滯後與其微觀組

織有關,不同的回火溫度得到不同的金相組織,有不同的彈性滯後,其值最大可達0.11%。

 

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