地磅稱重傳感器的主要結(jié)構(gòu)材料和各種加工工藝會(huì)對(duì)其精度產(chǎn)生一定的影響。 但是否所有的材料都要從美國(guó)或臺(tái)灣進(jìn)口呢？彈性體的機(jī)加工和傳感器組裝時(shí)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力， 這些應(yīng)力又會(huì)怎樣影響這些對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果呢？應(yīng)力本身的變化規(guī)律又是怎樣的呢？本文做以評(píng)盡的闡述。

一?前言

我們公司20多年以來(lái)專業(yè)從事各種地磅、稱重儀表、稱重傳感器和電阻應(yīng)變計(jì)等 全方位的研發(fā)和生產(chǎn)。我們的產(chǎn)品在定型投產(chǎn)以 前都要做大量的基礎(chǔ)研究工作，以確保產(chǎn)品能長(zhǎng) 期穩(wěn)定、可靠地工作。現(xiàn)在將要發(fā)表的只是2003 年初進(jìn)行的一次試驗(yàn)工作，其后我們還做了大量 有關(guān)老化篩選等方面的試驗(yàn)研究工作，例如高溫 存儲(chǔ)、高溫電老化、超載靜壓、10萬(wàn)次疲勞加壓、 超載疲勞加壓、潮濕箱試驗(yàn)，高溫、高壓、高濕 的PCT試驗(yàn)，高壓密封檢漏等試驗(yàn)，其中有些試 驗(yàn)已在《衡器》雜志發(fā)表過(guò)。

2003年2月19日，我們公司參考《〈傳感器參 數(shù)漂移的原因和預(yù)防措施》開(kāi)會(huì)討論了影響傳感 器SPAN漂移的主要因素：GAGE、彈性體鋁材， 傳感器制程中使用的各種引線材料和清洗液以及 上膠情況等問(wèn)題安排做了一系列的對(duì)比分析試驗(yàn)。 現(xiàn)將試驗(yàn)數(shù)據(jù)和初步結(jié)果列表分析于后。

二、實(shí)驗(yàn)方案

1.影響GAGE質(zhì)量的試驗(yàn)

我們用FAJ- 10AB傳感器使用不同條件下生產(chǎn)的GAGE做對(duì)比試驗(yàn)，買驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

2.用不同鋁材做彈性體的試驗(yàn)

我們用美國(guó)進(jìn)口鋁材和國(guó)產(chǎn)鋁材加工制成的 彈性體做成FAJ- 10AB傳感器，測(cè)試其SPAN隨時(shí) 間漂移的影響，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。

3.使用不同清洗液對(duì)傳感器SPAN精度的影響 我們用不同清洗液清洗后做成的傳感器測(cè)試

結(jié)果如表3所示。

4.傳感器中使用不同引線的影響

我們分別使用美國(guó)引線和臺(tái)北引線加工成 FAN- 7.5kg傳感器后測(cè)試SPAN精度，對(duì)比試驗(yàn)數(shù) 據(jù)如表 4 所示。

5.上膠與否對(duì)傳感器SPAN精度的影響

我們對(duì)FAN- 7.5kg傳感器上膠前后測(cè)試了 SPAN的精度，對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表5所示。

三、樣本數(shù)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法

1.每一組對(duì)比試驗(yàn)安排的傳感器（L/0樣本 都是5只。

2.我們把在不同條件下做成的傳感器每隔一 小時(shí)測(cè)量一次SPAN值，在5個(gè)小時(shí)間隔范圍內(nèi)計(jì) 算出了最大的差值，再折合成相應(yīng)的傳感器SPAN 精度，再?gòu)南嗤瑺顟B(tài)下的5只傳感器中統(tǒng)計(jì)出 SPAN的最高精度，最低精度以及去掉最高和最低 精度的其余3只傳感器的平均精度。這些數(shù)據(jù)分 別填寫(xiě)在表1?表5的相應(yīng)欄中。（說(shuō)明：不同時(shí) 間測(cè)得的SPAN數(shù)據(jù)減去SPAN的起始數(shù)值就是SPAN的變化值，變化值再除以起始值就是相對(duì)變 化，由于相對(duì)變化很小，我們用PPM為單位做記 錄，相對(duì)變化也可以表示成精度。例如5小時(shí) SPAN的相對(duì)變化小于100PPMt我們就說(shuō)他的精度 可以達(dá)到萬(wàn)分之一。

3.我們計(jì)劃每隔5天測(cè)試一次傳感器SPAN 漂移的結(jié)果并統(tǒng)計(jì)它的精度隨時(shí)間的變化情況， 到基本穩(wěn)定的時(shí)候就能以這些數(shù)據(jù)為依據(jù)，統(tǒng)計(jì) 對(duì)比出各種因素對(duì)傳感器SPAN漂移影響的程度。

四、實(shí)驗(yàn)前的理論設(shè)想一應(yīng)力波動(dòng)衰減學(xué)說(shuō)

1.大家知道鋁型材在擠壓加工的過(guò)程中會(huì)產(chǎn) 生很大的應(yīng)力，最好的消除辦法是放在露天讓它 日曬雨淋長(zhǎng)時(shí)間的自然消除。在鋁彈性體的鋸、 銑等加工過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，也要有一個(gè)釋放 的過(guò)程。根據(jù)以往多次的試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，由于噴砂、 貼片后的加壓力和高溫烘烤以及上膠后的應(yīng)力都 有一個(gè)逐步釋放的過(guò)程，所以從貼片到上膠剛剛 做好的傳感器測(cè)試的參數(shù)只能做參考，不能做絕 對(duì)的結(jié)論。例如L/C進(jìn)行10000次疲勞加壓后， 遲滯和線性都會(huì)變好，但壓完后馬上就測(cè)試所得 的結(jié)果可能會(huì)適得其反，10天之后再進(jìn)行測(cè)試， 疲勞試驗(yàn)的良性效應(yīng)就能顯示出來(lái)。

2.應(yīng)力釋放的理論設(shè)想一應(yīng)力波動(dòng)衰減學(xué)說(shuō)

固態(tài)分子都有一定的穩(wěn)態(tài)微觀結(jié)構(gòu)，當(dāng)它受到外力作用時(shí)會(huì)偏離原有的結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生一定的變形， 當(dāng)外力去除后，又會(huì)本能的恢復(fù)到原有的結(jié)構(gòu)，但 這個(gè)恢復(fù)的過(guò)程應(yīng)該是振蕩衰減的，就像打秋千一 樣，推動(dòng)的外力去除后要經(jīng)過(guò)N次振蕩衰減才能 到穩(wěn)定的最低點(diǎn)。因此，我們假設(shè)應(yīng)力的釋放過(guò)程 是波動(dòng)的，但波動(dòng)的幅度會(huì)是逐步趨小的。

由于上述的設(shè)想，所以我們安排各組實(shí)驗(yàn)都 是每隔5天測(cè)試一組數(shù)據(jù)，其中第七次即30天以 后的數(shù)據(jù)作為實(shí)驗(yàn)結(jié)論用，而前面6次測(cè)試的數(shù) 據(jù)就是為了 “形象地”觀察應(yīng)力衰減過(guò)程用的。

五、測(cè)試數(shù)據(jù)及曲線圖

把七次測(cè)試的結(jié)果，每次測(cè)試的表1?表5的 相關(guān)數(shù)據(jù)匯總制成表1?表5，再根據(jù)表1?表5 的數(shù)據(jù)分別畫(huà)成圖1?圖5的五組曲線圖。

六、數(shù)據(jù)分析和結(jié)論

1.總的變化趨勢(shì)是剛剛組裝的傳感器SPAN 漂移很大（大約在600- 1200PPM之間），很快就按 波動(dòng)方式趨向減小，大約在成品后30天趨于穩(wěn) 定。這種變化的總趨勢(shì)和我們以前的設(shè)想是一致 的，這就是我們創(chuàng)立的應(yīng)力波動(dòng)衰減學(xué)說(shuō)。在成 品后5天前后的數(shù)據(jù)只能作參考不能作為分析結(jié) 論的依據(jù)。只有基本穩(wěn)定后的數(shù)據(jù)才能作為分析 對(duì)比作結(jié)論的依據(jù)。

2.大部分未上膠的傳感器成品后25天左右就 趨于穩(wěn)定，而上膠后的傳感器大約要30天左右才 能穩(wěn)定。

3.以前沒(méi)有做過(guò)傳感器SPAN隨時(shí)間漂移的 試驗(yàn)，但我們做過(guò)大量的傳感器蠕變、線性等隨 時(shí)間變化的試驗(yàn)。從表面現(xiàn)象來(lái)看，這些參數(shù)的 變化會(huì)隨時(shí)間而波動(dòng)性減小。它反映的是傳感器 內(nèi)部應(yīng)力逐漸釋放這個(gè)實(shí)質(zhì)。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)， 傳感器SPAN隨時(shí)間的變化也反映了傳感器內(nèi)部應(yīng) 力逐漸釋放這樣一個(gè)實(shí)質(zhì)。由于是相同的內(nèi)部矛 盾在外部以不同的形式表現(xiàn)出來(lái)，所以我們能預(yù) 測(cè)到SPAN變化的總規(guī)律。當(dāng)然具體的變化是多 少，還是要由具體的試驗(yàn)條件來(lái)決定的。這可是 唯物辯證法的一條基本原理。事物內(nèi)部的矛盾 (內(nèi)醫(yī)）是事物變化的根據(jù)，外部的矛盾（外醫(yī)） 是變化的條件，外因通過(guò)內(nèi)因起作用。

4.從這次試驗(yàn)情況來(lái)看，各種試驗(yàn)條件下生產(chǎn) 的傳感器問(wèn)題都不大，都可用于做1/5000精度的秤。

5.從圖1可以看出：

(1)代表酚醛基底膠的曲線和代表環(huán)氧膠的 曲線在成品存放20天后就已經(jīng)互相接近，環(huán)氧膠 更好些。說(shuō)明它對(duì)傳感器漂移的影響更小些。

(2）因?yàn)檫@只牽涉到箔材內(nèi)部應(yīng)力對(duì)傳感器SPAN漂移的問(wèn)題，箔材經(jīng)過(guò)加熱處理會(huì)有助于消 除碾壓后的內(nèi)部應(yīng)力，促使箔材內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)更 穩(wěn)定。所以經(jīng)過(guò)熱處理的箔材組裝成的傳感器 SPAN漂移比未處理的要小一些。

6.從圖2可以看出用進(jìn)口美國(guó)的鋁材做成的傳感器漂移比用國(guó)產(chǎn)鋁材的要小。這個(gè)結(jié)論要在 傳感器組裝成成品25天后才能顯示出來(lái)。如果要 在成品存放20天之內(nèi)就要匆忙下結(jié)論可能會(huì)適得 其反。雖然國(guó)產(chǎn)鋁料不如進(jìn)口料好，但做1/5000 精度的傳感器還是可以的。

7.從圖3可以看出，溶劑A、F以及B清洗傳 感器時(shí)對(duì)SPAN漂移的影響在成品存放25天之后 是相同的，雖然在此之前有較大的差別。

8.從圖4可以看出美國(guó)引線和臺(tái)北引線對(duì)SPAN漂移的影響是相同的，雖然在成品存放25天之前有一定的差別.

9.從圖5可以看出傳感器上膠后會(huì)產(chǎn)生一定 的附加應(yīng)力。所以在成品存放30天之內(nèi)上膠的傳 感器SPAN漂移大，但當(dāng)膠中的應(yīng)力釋放完了之后 就和不上膠的情況差不多了。所以在成品存放30 天之后兩條曲線交匯在一起。