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(1)稱重傳感器彈性元件承載面與下壓墊接觸面設(shè)計(jì)不合理,主要是接觸面積過(guò)大,壓墊材料摩擦系數(shù)大等,當(dāng)彈性元件受載時(shí),底面必然產(chǎn)生一個(gè)向外移動(dòng)的力矩,在卸掉載荷時(shí)由于底面摩擦力矩存在,使底面向回移動(dòng)的力矩小于變形時(shí)向外移動(dòng)的力矩,阻滯了彈性元件變形的恢復(fù)而產(chǎn)生滯后誤差。
(2)彈性元件應(yīng)變區(qū)與支承邊界設(shè)計(jì)不合理,固有滯后大,比較典型的結(jié)構(gòu)就是輪輻式稱重傳感器。輪箍變形位移量與其剛度密切相關(guān),剛度大,變形位移小,底摩擦作用時(shí)間短,輪輻應(yīng)變恢復(fù)快,滯后小,反之滯后大。因此,輪轂、輪箍剛度應(yīng)足夠大,確保輪輻與輪轂、輪箍連接處轉(zhuǎn)角為零。輪輻是應(yīng)變敏感部分,其變形量與輪輻長(zhǎng)度L成正比,與截面積A成反比。因此輪輻長(zhǎng)度L小截面積A大,變形量小,應(yīng)變恢復(fù)快,滯后小。輪輻高度h與厚度b之比(h/b),與稱重傳感器滯后的關(guān)系不可忽視,在其它條件相同的情況下,改變h/b的比值,剪應(yīng)力τ和彎曲應(yīng)力σ均改變,對(duì)滯后有一定影響。所以在輪箍剛度足夠大時(shí),適當(dāng)增加輪輻的剪應(yīng)變,降低彎曲應(yīng)變,可減小滯后。
(3)雙剪梁型稱重傳感器邊界條件對(duì)滯后的影響。雙剪梁彈性元件與底座接觸面的滑動(dòng)是產(chǎn)生滯后誤差的重要原因。在加、卸載過(guò)程中,雙剪梁彈性元件與底座滑動(dòng)方向相反,因此作用在彈性元件上的摩擦力方向也相反,正是此摩擦力造成應(yīng)變區(qū)剪應(yīng)力變化。接觸面摩擦系數(shù)大,隨著載荷的增加滯后的絕對(duì)值由小變大。盲孔中心到彈性元件端面的距離太小,底摩擦力對(duì)應(yīng)變區(qū)影響較大。減少滯后誤差的方法:
(1)盡量減小彈性元件與底座的摩擦系數(shù)。
(2)優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù),使底摩擦力對(duì)應(yīng)變區(qū)影響最小。
(3)預(yù)緊力應(yīng)足夠大,盡量約束彈性元件滑移。
(4)對(duì)機(jī)械加工形位公差的要求盡量高一些。其影響突出的表現(xiàn)在圓環(huán)式、板環(huán)式彈性元件上,當(dāng)兩端加載螺紋不同心時(shí),真正通過(guò)彈性元件的
載荷值與計(jì)量軸線偏α角度,隨著載荷的增加,α夾角逐漸變小,有效計(jì)量載荷不斷加大,使輸出呈遞增的拋物線。
(5)稱重傳感器彈性元件上的保護(hù)外殼、密封膜片應(yīng)設(shè)計(jì)合理盡量不影響靈敏度。若有不正確接觸或承受一定應(yīng)力,都會(huì)產(chǎn)生阻滯彈性元件變
形恢復(fù)的力或力矩,而產(chǎn)生滯后誤差。
(6)合理選擇彈性元件金屬材料的熱處理工藝,減小材料本身的彈性滯后。例如應(yīng)用最為廣泛的合金結(jié)構(gòu)鋼40CrNiM0A,其彈性滯后與其微觀組
織有關(guān),不同的回火溫度得到不同的金相組織,有不同的彈性滯后,其值最大可達(dá)0.11%。
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