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傳感器技術在生產(chǎn)實踐中的研究與應用
閱讀：964 發(fā)布時間：2013-7-19
隨著科學技術的迅猛發(fā)展，非物理量的測試與控制技術，已越來越廣泛地應用于航天、航空、交通運輸、冶金、機械制造、石化、輕工、技術監(jiān)督與測試等技術領域，而且也正逐步引入人們的日常生活中去。可以說，測試技術與自動控制水平的高低，是衡量一個國家科學技術現(xiàn)代化程度的重要標志。
傳感器技術是實現(xiàn)測試與自動控制的重要環(huán)節(jié)。在測試系統(tǒng)中，被作為一次儀表定位，其主要特征是能準確傳遞和檢測出某一形態(tài)的信息，并將其轉(zhuǎn)換成另一形態(tài)的信息。
具體地說傳感器是指那些對被測對象的某一確定的信息具有感受（或響應）與檢出功能，并使之按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對應的可輸出信號的元器件或裝置。如果沒有傳感器對被測的原始信息進行準確可靠的捕獲和轉(zhuǎn)換，一切準確的測試與控制都將無法實現(xiàn)，即使zui現(xiàn)代化的電子計算機，沒有準確的信息（或轉(zhuǎn)換可靠的數(shù)據(jù)），不失真的輸入，也將無法充分發(fā)揮其應有的作用。
傳感器種類及品種繁多，原理也各式各樣。其中電阻應變式傳感器是被廣泛用于電子秤和各種新型機構的測力裝置，其精度和范圍度是根據(jù)需要來選定的過高的精度要求對某種使用也無太大意義，過寬的范圍度也會使測量精度降低，而且會造成成本過高及增加工藝上的困難，因此，應根據(jù)測量對象的要求，恰當?shù)剡x擇精度和范圍度是至關重要的。但無論何種條件、場合使用的傳感器，均要求其性能穩(wěn)定，數(shù)據(jù)可靠，經(jīng)久耐用。為此，在研究高精度傳感器的同時，必須重視可靠性和穩(wěn)定性的研究。目前，包括床暗器的研究、設計、試制、生產(chǎn)、檢測與應用等諸項內(nèi)容在內(nèi)的傳感器技術，已逐漸形成了一門相對獨立的專門學科。
一般情況下，由于傳感器設置的場所并非理想，在溫度、濕度、壓力等效應的綜合影響下，可引起傳感器零點漂移和靈敏度的變化，已成為使用中的嚴重問題。雖然人們在制作傳感器過程中，采取了溫度補償及密封防潮的措施，但它與應變片、粘帖膠本身的高興能化、粘帖技術的和熟練、彈性體材料的選擇及冷、熱加工工藝的制定均有密切的關系，哪一方面都不能忽視，都需精心設計和制作。同時，還須注意傳感器的安裝方法，支撐結構的設置，如何克服橫向力等問題。
作為一次儀表的傳感器通常由敏感元件與轉(zhuǎn)換元件組成。
轉(zhuǎn)換元件就是精密的電橋。因此，測力秤重用電阻應變式傳感器主要由彈性體、應變片、粘帖膠及各種補償電阻構成。他的穩(wěn)定性也必然是由這些元件的內(nèi)、外因的綜合作用所決定。本文就此問題進行探討，談些粗淺看法，與同行商榷。
首先是彈性元件。彈性元件一般是由合金鋼材及有色金屬鋁、鈹青銅等加工成型，影響彈性體穩(wěn)定性，主要是它經(jīng)各種處理后的金相組織及殘余應力?？紤]到應力釋放時的相互平衡關系及彈性體結構形式的約束，要想讓殘余應力釋放，就要進行時效處理，這在實際中若采用自然時效法，則釋放緩慢、周期長，常常是不可取的，需要人為縮短時間，一般要消除彈性體表面殘余應力的方法是：做真空回火處理和疲勞式脈動處理及共振。這樣可大幅度地降低殘余應力，在短時間內(nèi)完成通常的長時間的自然時效，使組織性能更為穩(wěn)定。
其次，是應變片和粘接膠。影響應變片穩(wěn)定性的是箔材本身，制造應變片的電阻合金種類很多，其中以康銅合金使用zui廣，它有較好的穩(wěn)定性，高的疲勞壽命及小的電阻溫度系數(shù)，是理想的絲柵制造材料。此外，制造應變片過程中應消除不良影響而造成的不穩(wěn)定性。如：絲柵與基底膠的粘接強度，應變片與彈性體間的粘帖強度，基底膠內(nèi)應力的釋放等等，都是不穩(wěn)定因素。另外，應變片的粘帖，也是非常關鍵的要素之一，這一工作的好壞，直接影響膠的粘接質(zhì)量，乃至測量精度，如果帖片不嚴格，技術不熟練，即使使用的應變片也無濟于事。
傳感器技術是實現(xiàn)測試與自動控制的重要環(huán)節(jié)。在測試系統(tǒng)中，被作為一次儀表定位，其主要特征是能準確傳遞和檢測出某一形態(tài)的信息，并將其轉(zhuǎn)換成另一形態(tài)的信息。
具體地說傳感器是指那些對被測對象的某一確定的信息具有感受（或響應）與檢出功能，并使之按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對應的可輸出信號的元器件或裝置。如果沒有傳感器對被測的原始信息進行準確可靠的捕獲和轉(zhuǎn)換，一切準確的測試與控制都將無法實現(xiàn)，即使zui現(xiàn)代化的電子計算機，沒有準確的信息（或轉(zhuǎn)換可靠的數(shù)據(jù)），不失真的輸入，也將無法充分發(fā)揮其應有的作用。
傳感器種類及品種繁多，原理也各式各樣。其中電阻應變式傳感器是被廣泛用于電子秤和各種新型機構的測力裝置，其精度和范圍度是根據(jù)需要來選定的過高的精度要求對某種使用也無太大意義，過寬的范圍度也會使測量精度降低，而且會造成成本過高及增加工藝上的困難，因此，應根據(jù)測量對象的要求，恰當?shù)剡x擇精度和范圍度是至關重要的。但無論何種條件、場合使用的傳感器，均要求其性能穩(wěn)定，數(shù)據(jù)可靠，經(jīng)久耐用。為此，在研究高精度傳感器的同時，必須重視可靠性和穩(wěn)定性的研究。目前，包括床暗器的研究、設計、試制、生產(chǎn)、檢測與應用等諸項內(nèi)容在內(nèi)的傳感器技術，已逐漸形成了一門相對獨立的專門學科。
一般情況下，由于傳感器設置的場所并非理想，在溫度、濕度、壓力等效應的綜合影響下，可引起傳感器零點漂移和靈敏度的變化，已成為使用中的嚴重問題。雖然人們在制作傳感器過程中，采取了溫度補償及密封防潮的措施，但它與應變片、粘帖膠本身的高興能化、粘帖技術的和熟練、彈性體材料的選擇及冷、熱加工工藝的制定均有密切的關系，哪一方面都不能忽視，都需精心設計和制作。同時，還須注意傳感器的安裝方法，支撐結構的設置，如何克服橫向力等問題。
作為一次儀表的傳感器通常由敏感元件與轉(zhuǎn)換元件組成。
轉(zhuǎn)換元件就是精密的電橋。因此，測力秤重用電阻應變式傳感器主要由彈性體、應變片、粘帖膠及各種補償電阻構成。他的穩(wěn)定性也必然是由這些元件的內(nèi)、外因的綜合作用所決定。本文就此問題進行探討，談些粗淺看法，與同行商榷。
首先是彈性元件。彈性元件一般是由合金鋼材及有色金屬鋁、鈹青銅等加工成型，影響彈性體穩(wěn)定性，主要是它經(jīng)各種處理后的金相組織及殘余應力?？紤]到應力釋放時的相互平衡關系及彈性體結構形式的約束，要想讓殘余應力釋放，就要進行時效處理，這在實際中若采用自然時效法，則釋放緩慢、周期長，常常是不可取的，需要人為縮短時間，一般要消除彈性體表面殘余應力的方法是：做真空回火處理和疲勞式脈動處理及共振。這樣可大幅度地降低殘余應力，在短時間內(nèi)完成通常的長時間的自然時效，使組織性能更為穩(wěn)定。
其次，是應變片和粘接膠。影響應變片穩(wěn)定性的是箔材本身，制造應變片的電阻合金種類很多，其中以康銅合金使用zui廣，它有較好的穩(wěn)定性，高的疲勞壽命及小的電阻溫度系數(shù)，是理想的絲柵制造材料。此外，制造應變片過程中應消除不良影響而造成的不穩(wěn)定性。如：絲柵與基底膠的粘接強度，應變片與彈性體間的粘帖強度，基底膠內(nèi)應力的釋放等等，都是不穩(wěn)定因素。另外，應變片的粘帖，也是非常關鍵的要素之一，這一工作的好壞，直接影響膠的粘接質(zhì)量，乃至測量精度，如果帖片不嚴格，技術不熟練，即使使用的應變片也無濟于事。