哪些因素会影响三维力传感器的稳定性

2024-07-12 03:47:14 来源：互联网分类：电气知识

三维力传感器是具有至少一个亚毫米物理尺寸的传感器。电桥电路由一个或多个受力后发生变形的弹性体和能感应变形的电阻应变片组成，电阻应变片可固定粘贴在弹性体上。三维力传感器由三部分组成，可以传导一定应变的粘合剂和保护电子电路的密封剂。

影响三维力传感器稳定性的因素很多，总结如下：

1、三维力传感器的结构

三维力传感器的弹性元件、外壳、膜片、上压头和下压垫的设计要保证结构在加载后没有性能波动，或者性能波动很小。因此，在设计三维力传感器时，要保证应变区受力单一，应力尽可能均匀。贴片部分应平整；结构具有一定的抗偏载和侧向载荷能力；安装力应远离应变区，测量时应避免受力点移动。三维力传感器虽然是组装产品，但为了保证良好的技术性能和长期稳定性，应尽可能设计成整体结构。

2、弹性元件的金属材质

弹性元件的金属材料对三维力传感器的综合性能和长期稳定性起着关键作用。应挑选强度高、弹性有限、弹性模量的时间和温度稳定性好、弹性滞后小、机加工和热处理产生的残余应力低的材料。有资料表明，只要淬火材料的塑性好，机加工和热处理后的残余应力很小。还应特别注意弹性模量随时间的稳定性，要求在三维力传感器的使用年限内材料的弹性模量不发生变化。

3、机加工及热处理工艺

三维力传感器的弹性元件在加工过程当中，由于表层变形不均匀，产生较大的残余应力。切削量越大，残余应力越大，磨削过程产生的残余应力越大。因此，应制定合理的加工工艺和适当的切削量。弹性元件在热处理过程当中，由于金属材料的冷却温度不均匀和相变，在芯部和表层产生不同方向的残余应力。核心是拉应力，而表层是压应力。三维力传感器应该采用回火工艺，产生反方向的内应力，从而消除残余应力，减少残余应力的影响。

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