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    稱重傳感器制造技術的進步

    文章出處:鄭州華鑫電子衡器有限公司 發表時間:2015-08-24 18:23:08

    重要的機械部分通常是彈性元件,其功能是對作用載荷的反作用,同時把載荷的作用集中于一個獨立的、最好是均勻的應變場內,便于電阻應變計測量。稱重傳感器的基本特性與構成其彈性元件金屬材料的性能密不可分,即利用金屬材料的固有特性通過應變轉換元件電阻應變計來實現對重量信息的檢測。所以,稱重傳感器的設計主要是彈性元件的結構設計和材料選擇,使彈性元件性能與金屬材料性能合為一體。

    二十世紀八十年代我國稱重傳感器制造企業,彈性元件的結構設計基本采用傳統的設計方法,通常稱為古典計算方法加經驗,為半理論、半經驗設計。即以理論計算、經驗公式、圖表和設計手冊等為設計依據,通過經驗公式、近似系數或類比等方法進行設計,或參照國外產品和計算公式進行設計。


    這種設計方法的弊端是:

    (1) 達不到最佳化設計,有些彈性元件結構的關鍵尺寸不盡完全合理,難以進行全面分析和綜合各參數之間的相互影響;

    (2) 對邊界影響、支承剛度和應力集中等很難作出分析和判斷,影響對彈性元件結構及邊界支承的正確選擇;

    (3) 從開始研制到設計定型,設計和試驗周期長,耗費人力、物力多,成本高。二十世紀九十年代以來,一些有實力的企業逐步開展計算機輔助優化設計,建立較為復雜的力學模型,采用交互、高交互有限元程序包進行計算和分析。其核心是計算機動態仿真,發現并及時處理某些不可避免的缺陷甚至錯誤,保證彈性元件結構設計的合理性和使用過程中性能波動最小。這種新型設計方法是傳統設計理論的延伸、思維方法的改變,多種設計技術、理論與方法的綜合。


    其特點是:


    (1) 設計手段精確化、計算機化和虛擬化。虛擬化是以虛擬實現的系統軟件在計算機上進行仿真,可得到最優化設計結果。


    (2) 設計過程并行化、最優化和智能化。進入二十一世紀,國內一些有實力的稱重傳感器制造企業,在傳統的就現象論現象的分析方法中,引入建立數學模型分析和推算稱重傳感器Development Forum 發展論壇10智能零點溫度補償,現在絕大多數企業或外購或自主研制,均配備了智能零點溫度補償系統,大批量生產的企業已配備了十多套。


    (四) 全自動與輔助粘貼電阻應變計系統進入二十一世紀以來,對大批量生產的稱重傳感器,特別是平行梁結構的稱重傳感器,為提高生產效率和電阻應變計定位的準確度,有的企業采用全自動粘貼電阻應變計系統,有的企業使用粘貼電阻應變計輔助系統。


    后者是在分析粘貼電阻應變計傳統工藝優缺點的基礎上,為保證電阻應變計定位準確度和各彈性元件粘貼位置的一致性,提高粘貼效率而進行的半自動化改造。系統采用了高清晰液晶視頻圖像技術,可根據彈性元件結構、外形尺寸、電阻應變計定位尺寸,自主放大粘貼區域,提供了清晰適合貼片放大倍數的動態視頻圖像。只要將放大的電阻應變計定位標記,對準視頻顯示的彈性元件上的定位叉絲,就是正確的貼片位置。消除了用幼眼對位、定位造成的誤差,提高了電阻應變計定位準確度和粘貼位置的一致性。


    (五) 固化、后固化工藝中隧道式加溫控溫烘道大批量生產稱重傳感器的企業,為確保工藝質量,提高生產效率,研制出粘貼電阻應變計固化、后固化工藝用的隧道式加溫控溫自動化烘道,在多條生產線上使用。隧道式加溫控溫烘道,控溫精度高、工作段溫度均勻性好,固化、后固化完成后應變膠粘劑物理和機械性能的均一性好。


    (六) 雙剪梁型 (橋式) 稱重傳感器兩端緊固螺釘自動安裝擰緊設備為提高生產線上雙剪梁型 (橋式) 稱重傳感器彈性元件與支撐底座的安裝效率,確保兩端緊固螺釘安裝力均勻一致,提高線性調試成功率,研制出兩端緊固螺釘自動安裝擰緊設備,兩個螺釘中心距離可以調整,適應 20t、30t 和 40t、50t 雙剪梁型(橋式) 稱重傳感器裝配需要。


    五、稱重傳感器制造工藝的進步稱重傳感器技術及其產業是以制造工藝為基礎,并依賴于制造工藝而發展起來的。制造工藝是稱重傳感器生產過程中最活躍、最積極的因素,是研究成果轉化為商品的橋梁。制造工藝不僅是基礎Development Forum 發展論壇122000 年 7 月 31 日發布實施的 《衡器制造計量器具許可證考核必備條件》,明確指出“本考核條件適用于對生產電阻應變式稱重傳感器企業的制造許可證考核、有效期滿后的復查以及日常監督檢查,是對制造計量器具許可證考核規范有關內容的補充”。其中對稱重傳感器研制生產企業的生產規模、生產設施 (如彈性元件清洗設備、粘貼電阻應變計用凈化間、零點溫度測量與補償設備等) 和檢測設備 (如力標準機及配套的高低溫試驗箱、6 位半以上數字電壓表、絕緣電阻測量儀等) 都作了明確規定,并在申請制造計量器具許可證時,對生產設施、檢測設備逐項核對審查,全部合格后才具備申請條件。企業在內部生產出合格產品的需要和外部制造計量器具許可證考核必備條件的推動,經過行業內外多年的努力,各種類型企業的工藝裝備、檢測手段均有不同程度的改善和提高。主要工藝和測試設備成果有如下幾點。(一) 液壓全自動疊加式力標準機液壓全自動疊加式力標準機采用了先進的液壓、自動控制和機械傳動技術,是集多種技術成果于一身的高科技工藝裝備。它具有自動化程度高,加載準確且穩定性好,液壓系統無泄漏,工作噪音小等特點。采用計算機控制,能采集分析控制過程的所有狀態,適時采集檢測數據并加以分析處理和打印,還能對異常狀態迅速作出響應。


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