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測力傳感器的元件結構設計與應用:
(1)測力傳感器的典型結構。
壓力傳感器(壓頭)的主要部件是彈性元件。還應配備保護殼(包括上蓋、球墊等)進行機械保護。
傳感器通過球墊2和3、上蓋4和底盤11在彈性件6上工作。
球墊2和3用于調(diào)節(jié)偏心載荷和歪斜載荷,并確保所有載荷都添加到彈性元件中。
倒置碗蓋4,防止水、油等介質(zhì)進入傳感器。同時,用兩個O形橡膠密封圈8和9密封蓋4和底盤11,用螺釘10固定。
裝配時,填充流質(zhì)密封劑。用專用應變拉壓7連接橡膠管引出導線,使導線密封良好。導線引出應變拉壓后,用密封劑密封管口。應變片貼在彈性元件的內(nèi)外表面,然后涂上各種密封劑。
采用定位銷5和12方便組裝。球面墊1用于校準傳感器,故稱校準墊。
一些傳感器的結構設計也考慮了其保護裝置,以確保傳感器的正常和持久運行。例如,在軋機傳感器的設計中,重點是旋轉(zhuǎn)。
一方面,防止壓力螺釘旋轉(zhuǎn),驅(qū)動傳感器旋轉(zhuǎn),斷開導線,破壞正常工作;另一方面,防止傳感器內(nèi)部彈性元件與上蓋和底盤相對移動,避免斷開導線,改變原接觸條件,破壞傳感器測試條件與校準條件的一致性。
(2)設計彈性元件。
彈性元件的作用是將測量力轉(zhuǎn)換為應變,然后由應變片組成的電橋轉(zhuǎn)換為電信號。它是傳感器的關鍵部件。因此,彈性元件的材料、幾何形狀和尺寸必須根據(jù)實際情況合理選擇。
1)對彈性元件的要求。彈性元件線性好,強度高,過載能力強,重復性好,熱膨脹系數(shù)和溫度系數(shù)小,傳感器溫度漂移小。因此,必須注意彈性元件材料的選擇和加工。若軋制力(幾十萬牛頓),可選用中碳鋼;若軋制力大(幾兆牛頓),一般選用合金結構鋼、優(yōu)質(zhì)合金鋼、彈簧鋼等。提高傳感器的靈敏度,減少彈性滯后,以獲得更大的允許應力。
2)彈性元件的幾何尺寸。圓柱形比圓柱形具有良好的線性、穩(wěn)定性和精度,滯后性小。圓柱形比圓柱形有更多的貼片面積。因此,絕大多數(shù)彈性元件都是圓柱形的。圓柱形和圓柱形彈性元件的主要幾何尺寸是直徑和高度。
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