IFM易福門傳感器的處理工藝有哪些?
IFM易福門傳感器的處理工藝有哪些?
IFM易福門傳感器由于彈性元件在毛坯鍛造、機(jī)械加工、熱處理、表面打磨、電阻應(yīng)變計粘貼和加壓固化等工藝過程中產(chǎn)生各種殘余應(yīng)力,隨著時間和使用條件的變化不斷松弛釋放,而造成測力傳感器的性能波動,主要表現(xiàn)在零點(diǎn)和靈敏度不穩(wěn)定。
為使IFM易福門傳感器在過程中渡過初始不穩(wěn)定期,采用工藝手段模擬各種使用條件進(jìn)行試驗(yàn),使其盡快穩(wěn)定的工藝稱為穩(wěn)定性處理,也稱人工老煉試驗(yàn)。測力傳感器釋放殘余應(yīng)力的穩(wěn)定性處理方法,除制造工藝流程中常用的溫度老化和電老化處理外,主要有兩種方法,即熱處理法和機(jī)械法。
1、熱處理法
多應(yīng)用于鋁合金測力傳感器,在毛坯加工成彈性元件后進(jìn)行,主要有反淬火法、冷熱循環(huán)法和恒溫時效法。
(1) 反淬火法
國內(nèi)也稱深冷急熱法。將鋁合金彈性元件置于-196℃的液氮中,保溫12小時后,迅速用新生的高速蒸汽噴射或放入沸水之中。因深冷與急熱產(chǎn)生的應(yīng)力方向相反而相互抵消,達(dá)到釋放殘余應(yīng)力的目的。試驗(yàn)表明,采用液氮———高速蒸汽法可降低殘余應(yīng)力84%,采用液氮———沸水法可降低殘余應(yīng)力50%。
(2) 冷熱循環(huán)法
冷熱循環(huán)穩(wěn)定性處理工藝為- 196℃×4小時/190℃×4小時,循環(huán)3次,可使殘余應(yīng)力下降90%左右,并且組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,微量塑性變形抗力高,尺寸穩(wěn)定性。釋放殘余應(yīng)力的效果如此明顯,是因?yàn)榧訜釙r原子熱運(yùn)動能量增加,點(diǎn)陣畸變減小或消失,內(nèi)應(yīng)力下降,上限溫度越高,原子熱運(yùn)動越大塑性越,越有利于殘余應(yīng)力釋放。二是因?yàn)槔錈釡囟忍荻犬a(chǎn)生的熱應(yīng)力與殘余應(yīng)力相互作用,使其重新分布而獲得殘余應(yīng)力下降的效果。
(3) 恒溫時效法
恒溫時效即可消除機(jī)械加工產(chǎn)生的殘余應(yīng)力,又能消除熱處理引入的殘余應(yīng)力。LY12硬鋁合金在200℃高溫下恒溫時效時,殘余應(yīng)力釋放與時效時間關(guān)系表明,保溫24小時,可使殘余應(yīng)力下降50%左右。
2、機(jī)械法
機(jī)械法穩(wěn)定性處理,多在測力傳感器電路補(bǔ)償與調(diào)整和防護(hù)密封后,基本形成產(chǎn)品時進(jìn)行。主要工藝有脈動疲勞法、超載靜壓法和振動時效法。
(1) 脈動疲勞法
將測力傳感器安裝在低頻疲勞試驗(yàn)機(jī)上,施加上限為額定載荷或120%額定載荷,以每秒3~5次的頻率進(jìn)行5000~10000次的循環(huán)??傻尼尫艔椥栽?、電阻應(yīng)變計、應(yīng)變粘結(jié)劑膠層的殘余應(yīng)力,提高零點(diǎn)和靈敏度穩(wěn)定性的效果為明顯。
(2) 超載靜壓法
理論上適用于各種量程,但在實(shí)際中以鋁合金小量程測力傳感器應(yīng)用較多。
其工藝是:在的標(biāo)準(zhǔn)砝碼加載裝置中或簡易的機(jī)械螺旋加載設(shè)備上,對測力傳感器施加125%額定載荷,保持4~8小時,或施加110%額定載荷,保持24小時,兩種工藝都可以達(dá)到釋放殘余應(yīng)力,提高零點(diǎn)和靈敏度穩(wěn)定性的目的。由于超載靜壓工藝所用設(shè)備簡單,成本低,效果,為鋁合金測力傳感器制造企業(yè)廣泛采用。
(3) 振動時效 (Vibratory Sterss Reliering) 法
將IFM易福門傳感器安裝在額定正弦推力滿足振動時效要求的振動臺上,根據(jù)稱重傳感器的額定量程估算頻率,來決定施加的振動載荷、工作頻率和振動時間。共振時效比振動時效釋放殘余應(yīng)力的效果更,但必須測量出測力傳感器的固有頻率。振動時效和共振時效工藝的特點(diǎn)是:能耗低,周期短,效果,不損壞彈性元件表面,而且操作簡單。振動時效的機(jī)理,目前尚無定論。國外專家提出的理論和觀點(diǎn)有:塑性變形理論、疲勞理論、晶格錯位滑移理論、能量觀點(diǎn)及材料力學(xué)觀點(diǎn)等。只是作出了不同程度的解釋,但都沒有充分的、有說服力的、的試驗(yàn)證明。
IFM易福門傳感器這些理論和觀點(diǎn)往往是相互交叉的,所以可認(rèn)為振動時效的機(jī)理是個復(fù)雜的過程。經(jīng)過振動時效的試驗(yàn)研究,有些專家傾向于用材料力學(xué)的重復(fù)應(yīng)力過載的觀點(diǎn),解釋振動時效的機(jī)理。即作用在彈性元件上的振動應(yīng)力與其內(nèi)部的殘余應(yīng)力相互作用,使殘余應(yīng)力松弛并釋放。
在動態(tài)稱重中,IFM易福門傳感器的受力狀態(tài)很復(fù)雜,影響稱量準(zhǔn)確度的因素很多,其中速度和加速度的變化對稱重傳感器準(zhǔn)確度的影響是大的。在此,著重介紹如解決速度對稱重傳感器的影響問題。
根據(jù)微積分小二乘法的基本原理,以嚴(yán)格的統(tǒng)計理論為基礎(chǔ),采用科學(xué)而的多元線性回歸曲線擬合方法,通過反復(fù)試驗(yàn)和對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對比分析,確定了速度和稱重傳感器之間的函數(shù)關(guān)系及其各項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)系數(shù),應(yīng)用于高速預(yù)檢稱重系統(tǒng)中,在實(shí)際測量時根據(jù)速度的變化對稱重結(jié)果進(jìn)行修正,明顯提高了高速稱重數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,獲得了比較滿意的效果。
IFM易福門傳感器速度對稱重結(jié)果的影響比較大,而速度和稱重傳感器之間到底有什么樣的函數(shù)關(guān)系?我們通過反復(fù)試驗(yàn),對試驗(yàn)數(shù)據(jù)做了的對比分析,確定函數(shù)關(guān)系中的各項(xiàng)系數(shù),這過程其實(shí)就是求取有關(guān)物理量之間關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式。從幾何上看,就是針對每種車型,選擇條曲線,使之與所獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更地吻合。普通的數(shù)據(jù)處理方法,如:圖解法,逐差法和平均法是種粗略的方法。而微積分上的“小二乘擬合法”是種比較的處理方法。這個方法以嚴(yán)格的統(tǒng)計理論為基礎(chǔ),是種科學(xué)而的曲線擬合方法。
IFM易福門傳感器高速稱重系統(tǒng)的技術(shù)難度在于是如何解決高速動態(tài)稱重準(zhǔn)確度問題,動態(tài)稱重尤其是在高速行駛過程中,稱重傳感器受力狀態(tài)和影響因素是非常復(fù)雜,為了解決動態(tài)稱重的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性問題,該系統(tǒng)在數(shù)值經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,集多種算法于體,通過對動態(tài)稱重系統(tǒng)的受力分析,建立動態(tài)稱重的數(shù)學(xué)模型,對系統(tǒng)中的噪聲進(jìn)行分析,根據(jù)振動、顛簸、速度的變化等所產(chǎn)生的噪聲的特點(diǎn),用非線性數(shù)據(jù)擬合的方法識別和剔除低頻信號中的噪聲,從而得到穩(wěn)定準(zhǔn)確的稱重傳感器數(shù)據(jù);應(yīng)用數(shù)據(jù)平滑理論,對采集的重量信號進(jìn)行平滑處理和數(shù)字濾波,對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行多次線性修正,提高稱重傳感器準(zhǔn)確度;建立多元化線性及非線性回歸解析模塊,采用擴(kuò)充算法對系統(tǒng)誤差加以修正,解決動態(tài)稱量中車輛的速度、加速度對稱重傳感器準(zhǔn)確度的影響,試驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用表明該項(xiàng)目系統(tǒng)具有良的動態(tài)稱量性能。