應(yīng)力分布改善在制作高性能橋式傳感器實(shí)踐中的應(yīng)用

從表中5只傳感器的測試結(jié)果來看，平均靈敏度1.2718mV/V，一致性比較好，但與設(shè)計(jì)計(jì)算要求的2mV/V的靈敏度相差甚遠(yuǎn)；而且線性和滯后指標(biāo)都具有良好的一致性。

方案二：

在方案一的基礎(chǔ)上，參照傳感器應(yīng)變部位的受力圖2，彈性體受到的剪切力在應(yīng)變梁上并沒有產(chǎn)生足夠的微應(yīng)變是靈敏度低的主要原因，因此我們可以通過減小應(yīng)變梁t的尺寸來提高產(chǎn)生微應(yīng)變的能力，應(yīng)力分部同方案一的分布，通過我們試驗(yàn)，該方案的效果并不明顯。

方案三：

從圖(2)的分析中得知，在y接近“0”的地方，產(chǎn)生的剪切應(yīng)力τ越接近其最大值τmax，我們是否可以只要產(chǎn)生剪切應(yīng)力峰值的局部區(qū)域，而去除其余的部分。考慮到應(yīng)變計(jì)貼片所需的尺寸和彈性體加工的方便，沿著傳感器的載荷方向鉆通孔2-ΦB（圖4），經(jīng)過簡單的應(yīng)力分布分析（圖4，其中虛線為方案二中應(yīng)力曲線），應(yīng)力不但最大應(yīng)力值τ2max比τ1max也有了大幅度增加，而且對于更加集中。

1.3 試驗(yàn)結(jié)果

從表1中的5只傳感器取3只傳感器進(jìn)行鉆2-ΦB通孔試驗(yàn)，靈敏度的測試結(jié)果見表2，線性和滯后指標(biāo)沒有發(fā)生太大的變化，和表1中的數(shù)值相接近。

對照表1和表2，同一只傳感器的靈敏度變化很大，全部增加了約1.2mV/V左右，我們在此基礎(chǔ)上繼續(xù)調(diào)整應(yīng)變梁的厚度，使靈敏度更加接近目標(biāo)值2mV/V。調(diào)整后小批量傳感器試驗(yàn)的靈敏度結(jié)果見表3。

其中傳感器靈敏度最大為2.251mV/V，最小為2.00243 mV/V，分散比較大，造成這種現(xiàn)象的原因是傳感器彈性體加工鉆通孔2-ΦB時(shí)，采用人工劃線鉆孔，兩個(gè)孔的中心位置，對稱性及大小的一致性的影響。只要我們在以后彈性體的加工制作過程中采用高精度的鉆孔工裝來保證兩個(gè)通孔的加工精度，傳感器靈敏度一致性會(huì)得到良好的保證。

2、結(jié)論

此次制作的3t傳感器測試結(jié)果全部符合GB/T7551-1997《稱重傳感器》中C3級(jí)的要求?？偨Y(jié)此次的設(shè)計(jì)制作過程，就是充分利用彈性體所受到的剪切應(yīng)力分布的集中區(qū)域，在理論設(shè)計(jì)計(jì)算基礎(chǔ)上，通過調(diào)整彈性體應(yīng)變梁的結(jié)構(gòu)形式，使彈性體的剪切應(yīng)力盡可能的集中到應(yīng)變計(jì)的貼片區(qū)域，對調(diào)整傳感器的靈敏度起很大的作用，這對我們以后設(shè)計(jì)制作量程較小的傳感器起到很大的幫助。