輪輻式稱重傳感器的處理工藝和結構

稱重傳感器滯后誤差與彈性元件的結構和熱處理工藝、電阻應變計基底和應 變膠粘劑層的厚度有較大關系，歸納起來影響滯后誤差的主要因素有：

（1）彈性元件承載面與下壓墊接觸面設計不合理，主要是接觸面積過大， 下壓墊材料摩擦系數(shù)大等。當彈性元件受載時，底面必然產(chǎn)生一個向外移動的力 矩，在卸掉載荷時由于底面摩擦力矩存在，使底面向回移動的力矩小于變形時向 外移動的力矩，阻滯了彈性元件變形的恢復而產(chǎn)生滯后誤差。

（2）彈性元件應變區(qū)與支承邊界設計不合理，固有滯后大。例如雙剪梁型 彈性元件與底座接觸面的滑動是產(chǎn)生滯后誤差的重要原因。在加、卸載過程中，雙剪梁型彈性元件與底座滑動方向相反，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變區(qū)剪應力變化。接觸面摩擦系數(shù)大，隨著載荷的增 加滯后的絕對值由小變大。盲孔中心到彈性元件端面的距離太小，底摩擦力對應 變區(qū)影響也較大。

（3）機械加工形位公差的影響突出的表現(xiàn)在圓環(huán)式、板環(huán)式彈性元件上， 當兩端加載螺紋不同心時，真正通過彈性元件的載荷值與計量軸線偏 α 角度，隨 著載荷的增加，α 夾角逐漸變小，有效計量載荷不斷加大，使輸出呈遞增的拋物 線。卸載后各連接件未恢復到初始位置而產(chǎn)生滯后誤差。

（4）稱重傳感器彈性元件上的保護外殼、密封膜片設計不合理，有不正確接觸 或承受一定應力，都會產(chǎn)生阻滯彈性元件變形恢復的力或力矩，而產(chǎn)生滯后誤差。

（5）彈性元件金屬材料或熱處理工藝選擇不當，致使金屬材料本身的彈性 滯后較大。例如應用Z為廣泛的中碳合金鋼 40CrNiM0A，其彈性滯后與其微觀 組織有關，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Z大 可達 0.11％。

（6）應變式稱重傳感器的原理和制造工藝決定了其傳感元件電阻應變計是 用環(huán)氧樹脂等應變膠粘劑粘貼在彈性元件上，盡管為了提高應變膠粘劑的剪切強 度，膠粘劑層已經(jīng)非常薄了，但是彈性元件受載后還會產(chǎn)生蠕變和滯后誤差。其 原因是彈性元件表面應變傳遞給應變膠粘劑膠層和電阻應變計基底時，產(chǎn)生較大 剪應力，使其黏彈性減弱出現(xiàn)黏滯流動（電阻應變計基底與膠層之間發(fā)生滑動） 效應，稱為黏彈性后效的影響。 輪輻式稱重傳感器的滯后誤差基本符合上述規(guī)律，由于獨特的輪轂、輪輻、 輪箍形成的彈性元件結構，滯后誤差又有其特殊性，這就是本文討論的主要問題。