PDF《应变式传感器常见故障原因分析》

(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

5 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,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明显,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. 三.应变式传感器故障原因分析

(一)贴片工序常见故障及分析

1、故障分类 贴片在传感器整个生产过程中,起着非常重要的作用,若贴片质量不能保证,则整个传感器的质 量都难以保证.在贴片过程中常见的质量问题主要有以下几个方面: (1)应变计鼓包 ;

(2)应变 计移位;

(3)应变计加压不够.

2、造成应变计鼓包的分析 应变计鼓包指的是应变计表面在贴完片后凹凸不平.众所周知,传感器是将应变计贴在弹性体表 面上来传递应变,而由于弹性体材料的本身的特性,传感器在设计时一般的最大应变量为 1500-2000 微应变,通过应变计转换后,其输出信号一般只有 20-30 毫伏,而传感器的设计精度一般在 0.02-0.03 级(万分之二到万分之三 ),其允许偏差只有 4-10 毫伏.当贴完片的传感器若应变计表面鼓包,则 在传递应变时就会失真,不能将弹性体的真实应变传递,从而造成传感器性能超差.同时,由于应 变计的丝栅极细,若应变计表面鼓包,则会使其鼓包处丝栅变细,形成阻值不均匀(该出阻值变大), 在传感器使用过程中,使得该点热输出变大,轻者造成传感器零点漂移,使传感器无法正常使用;