壓電式傳感器與測(cè)力儀研發(fā)回顧與展望

壓電式傳感器與測(cè)力儀研發(fā)回顧與展望1.本文概述壓電式傳感器與測(cè)力儀作為精密測(cè)量領(lǐng)域的重要組成部分，其研發(fā)與應(yīng)用一直是工業(yè)自動(dòng)化、智能控制和科學(xué)研究等領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)。本文首先回顧了壓電式傳感器與測(cè)力儀的發(fā)展歷程，從早期的基礎(chǔ)理論探索到現(xiàn)代的高性能產(chǎn)品開發(fā)，詳細(xì)闡述了其工作原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及在不同領(lǐng)域的應(yīng)用情況。隨后，文章對(duì)當(dāng)前壓電式傳感器與測(cè)力儀的技術(shù)瓶頸和挑戰(zhàn)進(jìn)行了分析，包括材料的局限性、環(huán)境適應(yīng)性、精度提升等方面，指出了現(xiàn)有技術(shù)的不足和改進(jìn)方向。在此基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步展望了未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，特別是在新材料、新技術(shù)和新應(yīng)用領(lǐng)域的探索，預(yù)測(cè)了可能出現(xiàn)的技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)變革。文章強(qiáng)調(diào)了持續(xù)創(chuàng)新的重要性，提倡跨學(xué)科合作和產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，以推動(dòng)壓電式傳感器與測(cè)力儀技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)更高效、更智能的測(cè)量技術(shù)貢獻(xiàn)力量。通過(guò)本文的綜述，旨在為相關(guān)領(lǐng)域的研究者和工程師提供一個(gè)全面、深入的參考，促進(jìn)學(xué)術(shù)交流和技術(shù)進(jìn)步。2.壓電式傳感器發(fā)展歷程回顧壓電式傳感器的發(fā)展歷程可以追溯到20世紀(jì)初，其基礎(chǔ)是壓電效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)和利用。1900年，法國(guó)物理學(xué)家PierreCurie和JacquesCurie兄弟首次發(fā)現(xiàn)了某些晶體在受到機(jī)械應(yīng)力時(shí)能產(chǎn)生電荷，這一現(xiàn)象后來(lái)被稱為“壓電效應(yīng)”。直到20世紀(jì)40年代，這一現(xiàn)象才被應(yīng)用于實(shí)際傳感器的設(shè)計(jì)中。在1940年代，隨著第二次世界大戰(zhàn)的推動(dòng)，壓電材料如石英和某些陶瓷開始被用于聲納和超聲波技術(shù)中。這些早期的應(yīng)用主要關(guān)注于軍事和工業(yè)領(lǐng)域，如水下探測(cè)和金屬探傷。這一時(shí)期的研究主要集中在壓電材料的性能提升和傳感器設(shè)計(jì)的初步探索上。進(jìn)入1970年代，隨著電子技術(shù)和材料科學(xué)的進(jìn)步，壓電式傳感器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用得到了顯著的發(fā)展。這一時(shí)期，壓電材料如壓電陶瓷（如PZT）的制造技術(shù)得到了改進(jìn)，使得傳感器更加小巧、靈敏且成本效益更高。壓電傳感器開始在民用領(lǐng)域如醫(yī)療設(shè)備、汽車工業(yè)和環(huán)境監(jiān)測(cè)中得到廣泛應(yīng)用。21世紀(jì)的到來(lái)標(biāo)志著壓電傳感器技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的創(chuàng)新和集成階段。微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)的發(fā)展使得壓電傳感器可以微型化，并與微處理器和無(wú)線通信技術(shù)集成，形成了智能傳感器網(wǎng)絡(luò)。這些傳感器在物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、智能結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)和精密制造等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。隨著材料科學(xué)、納米技術(shù)和人工智能的發(fā)展，壓電式傳感器預(yù)計(jì)將在未來(lái)幾年內(nèi)取得更多突破。未來(lái)的傳感器將更加智能化、多功能化，并具有更高的靈敏度和更低的能耗。新型壓電材料的研究和開發(fā)，如柔性壓電材料和生物兼容壓電材料，將進(jìn)一步拓寬壓電傳感器的應(yīng)用范圍，特別是在可穿戴技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。3.壓電式傳感器與測(cè)力儀核心技術(shù)概述壓電式傳感器與測(cè)力儀的技術(shù)核心在于其利用壓電效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)力的測(cè)量。壓電效應(yīng)是指某些晶體材料在受到機(jī)械應(yīng)力時(shí)，會(huì)在其表面產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象。這一效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，為力學(xué)的測(cè)量提供了新的技術(shù)途徑。壓電材料的選擇是壓電式傳感器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。目前常用的壓電材料包括石英、鈦酸鋇和鋯鈦酸鉛等。這些材料因其優(yōu)良的壓電性能，被廣泛應(yīng)用于壓電傳感器的制造。壓電材料的選擇需考慮其壓電系數(shù)、機(jī)械強(qiáng)度、溫度穩(wěn)定性等因素。壓電傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是核心技術(shù)之一。傳感器的結(jié)構(gòu)需要保證在受到力的作用時(shí)，能夠有效地將力轉(zhuǎn)化為壓電材料上的應(yīng)力。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還需考慮傳感器的靈敏度、頻率響應(yīng)范圍以及長(zhǎng)期穩(wěn)定性等因素。再者，信號(hào)處理技術(shù)是壓電式測(cè)力儀的重要組成部分。由于壓電傳感器輸出的信號(hào)較弱，往往需要通過(guò)信號(hào)放大、濾波等處理手段來(lái)提高信號(hào)的準(zhǔn)確性和可靠性。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)也被應(yīng)用于壓電式測(cè)力儀，進(jìn)一步提高了測(cè)量的精度和效率。系統(tǒng)集成與智能化是壓電式傳感器與測(cè)力儀的發(fā)展趨勢(shì)。現(xiàn)代的壓電式測(cè)力儀不僅僅是一個(gè)簡(jiǎn)單的力測(cè)量工具，而是集成了數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)和傳輸?shù)榷喾N功能。同時(shí)，智能化技術(shù)的發(fā)展使得壓電式測(cè)力儀能夠更好地適應(yīng)復(fù)雜多變的工作環(huán)境，提高測(cè)量的智能化水平。壓電式傳感器與測(cè)力儀的核心技術(shù)涵蓋了壓電材料的選擇、傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、信號(hào)處理以及系統(tǒng)集成與智能化等方面。隨著科技的不斷進(jìn)步，這些技術(shù)將不斷優(yōu)化和創(chuàng)新，推動(dòng)壓電式傳感器與測(cè)力儀在更廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用。4.當(dāng)前壓電式測(cè)力儀的技術(shù)水平與性能特點(diǎn)技術(shù)成熟度：當(dāng)前壓電式測(cè)力儀的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，其設(shè)計(jì)和制造工藝已經(jīng)形成了一套完整的體系。這使得壓電式測(cè)力儀在穩(wěn)定性、可靠性以及耐用性方面都有了顯著的提升。靈敏度與精度：壓電式傳感器的核心優(yōu)勢(shì)在于其出色的靈敏度和精度。通過(guò)不斷的技術(shù)革新和材料科學(xué)的進(jìn)展，現(xiàn)代壓電式測(cè)力儀能夠檢測(cè)到微小的力量變化，并且提供高精度的測(cè)量結(jié)果。動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力：隨著電子技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，壓電式測(cè)力儀的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力得到了顯著增強(qiáng)。這使得它們能夠適應(yīng)更快速、更復(fù)雜的測(cè)量環(huán)境，滿足高速、高頻率測(cè)量的需求。環(huán)境適應(yīng)性：現(xiàn)代壓電式測(cè)力儀在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了環(huán)境因素的影響，如溫度、濕度、振動(dòng)等。通過(guò)特殊的封裝技術(shù)和環(huán)境補(bǔ)償算法，測(cè)力儀能夠在各種環(huán)境下保持穩(wěn)定的性能。智能化與集成化：隨著物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，壓電式測(cè)力儀正朝著更加智能化和集成化的方向發(fā)展。集成了先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理和通信功能的測(cè)力儀，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸和遠(yuǎn)程監(jiān)控，為用戶提供更加便捷的操作體驗(yàn)。多樣化的應(yīng)用場(chǎng)景：壓電式測(cè)力儀的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，從傳統(tǒng)的工業(yè)測(cè)量到醫(yī)療健康、環(huán)境監(jiān)測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域，都有其身影。這要求測(cè)力儀在設(shè)計(jì)上要具有更高的靈活性和適應(yīng)性，以滿足不同場(chǎng)景的需求。成本效益：盡管壓電式測(cè)力儀在性能上有著顯著的優(yōu)勢(shì)，但其成本效益也是研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中需要考慮的重要因素。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝，降低材料和制造成本，使得壓電式測(cè)力儀在保證性能的同時(shí)，也具有較高的性價(jià)比。當(dāng)前壓電式測(cè)力儀的技術(shù)水平與性能特點(diǎn)體現(xiàn)了其在多個(gè)方面的優(yōu)秀表現(xiàn)，同時(shí)也指出了未來(lái)發(fā)展的方向和挑戰(zhàn)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，我們有理由相信，壓電式測(cè)力儀將在未來(lái)的測(cè)量領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。5.壓電式傳感器與測(cè)力儀的應(yīng)用領(lǐng)域拓展壓電式傳感器與測(cè)力儀的應(yīng)用領(lǐng)域隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步而日益拓展。這些設(shè)備因其高靈敏度、高穩(wěn)定性和良好的環(huán)境適應(yīng)性，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療健康、航空航天、智能交通等多個(gè)領(lǐng)域。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，壓電式傳感器與測(cè)力儀被用于精密裝配、質(zhì)量檢測(cè)、機(jī)器人抓取等環(huán)節(jié)。它們能夠準(zhǔn)確地測(cè)量力和壓力，確保生產(chǎn)過(guò)程的精確性和產(chǎn)品的高質(zhì)量。在醫(yī)療健康領(lǐng)域，這些傳感器和測(cè)力儀被應(yīng)用于手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)、康復(fù)器械以及人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)等。它們能夠提供精確的力反饋，幫助醫(yī)生進(jìn)行精確的手術(shù)操作，同時(shí)也能夠監(jiān)測(cè)患者的康復(fù)進(jìn)程。航空航天領(lǐng)域?qū)y(cè)量設(shè)備的精度和可靠性要求極高。壓電式傳感器與測(cè)力儀在此領(lǐng)域中用于監(jiān)測(cè)飛機(jī)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的推力以及衛(wèi)星的姿態(tài)控制等，保障了航天器的穩(wěn)定運(yùn)行和飛行安全。在智能交通系統(tǒng)中，壓電式傳感器與測(cè)力儀被用于車輛的懸掛系統(tǒng)、碰撞檢測(cè)以及道路狀況監(jiān)測(cè)等。通過(guò)對(duì)車輛和道路狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，它們有助于提高交通安全性和駕駛舒適性。隨著新材料、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，壓電式傳感器與測(cè)力儀的應(yīng)用領(lǐng)域還將進(jìn)一步拓展。例如，它們可以與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更廣泛的數(shù)據(jù)收集和遠(yuǎn)程監(jiān)控。隨著微型化和集成化的發(fā)展，這些設(shè)備將更加便攜和易于部署，為各行各業(yè)提供更加高效、智能的測(cè)量解決方案。未來(lái)，我們期待壓電式傳感器與測(cè)力儀在更多領(lǐng)域發(fā)揮其獨(dú)特的價(jià)值，推動(dòng)科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展。6.研發(fā)挑戰(zhàn)與未來(lái)展望a.材料性能限制：目前使用的壓電材料在靈敏度、穩(wěn)定性和耐久性方面存在限制，這些因素影響了傳感器的整體性能。b.環(huán)境適應(yīng)性：壓電傳感器在不同環(huán)境條件下的性能穩(wěn)定性是一個(gè)重要問(wèn)題。特別是在極端溫度、濕度或腐蝕性環(huán)境中，傳感器的性能可能會(huì)受到影響。c.尺寸與集成度：隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)傳感器的小型化和集成度提出了更高的要求。如何在保證性能的同時(shí)，縮小傳感器尺寸，提高集成度，是當(dāng)前的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。d.成本與制造工藝：高性能壓電傳感器的制造成本較高，且制造工藝復(fù)雜，這限制了其在某些領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。a.新材料研發(fā)：探索新型壓電材料，如納米材料、生物兼容材料等，以提高傳感器的性能和適應(yīng)性。b.智能化與自適應(yīng)性：通過(guò)引入智能算法和自適應(yīng)技術(shù)，使傳感器能夠根據(jù)不同的工作環(huán)境自動(dòng)調(diào)整其性能，提高其在復(fù)雜環(huán)境下的可靠性。c.集成化與多功能化：隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)的傳感器將更趨向于集成化和多功能化，能夠同時(shí)進(jìn)行多種物理量的測(cè)量。d.成本降低與制造工藝改進(jìn)：通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和制造工藝的改進(jìn)，降低傳感器的制造成本，使其在更廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用。e.可持續(xù)發(fā)展與環(huán)境友好：未來(lái)的研發(fā)將更加注重傳感器的環(huán)境影響，開發(fā)環(huán)境友好型傳感器，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。總結(jié)來(lái)說(shuō)，壓電式傳感器與測(cè)力儀的研發(fā)雖面臨挑戰(zhàn)，但未來(lái)充滿機(jī)遇。隨著科技的進(jìn)步和研發(fā)的深入，這些設(shè)備將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，為人類社會(huì)的發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。7.結(jié)論在撰寫科技類文章時(shí)，“結(jié)論”部分是對(duì)全文研究?jī)?nèi)容和成果的總結(jié)概括，并對(duì)未來(lái)發(fā)展方向進(jìn)行展望。針對(duì)《壓電式傳感器與測(cè)力儀研發(fā)回顧與展望》一文，假設(shè)已對(duì)壓電傳感器技術(shù)的發(fā)展歷程、關(guān)鍵技術(shù)突破、應(yīng)用現(xiàn)狀以及所面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了深入探討，結(jié)論段落可以這樣組織：經(jīng)過(guò)本文對(duì)壓電式傳感器與測(cè)力儀的研發(fā)歷程回顧分析，我們清晰地認(rèn)識(shí)到壓電技術(shù)在精密測(cè)量領(lǐng)域的重要性日益凸顯。過(guò)去幾十年的研究與實(shí)踐證明了壓電材料的獨(dú)特性能在實(shí)現(xiàn)高精度、快速響應(yīng)測(cè)力方面的巨大潛力。目前，壓電式傳感器憑借其體積小、重量輕、靈敏度高等優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)自動(dòng)化、生物醫(yī)學(xué)監(jiān)測(cè)、航空航天等諸多領(lǐng)域取得了廣泛應(yīng)用。盡管取得了一系列顯著的進(jìn)步，壓電式傳感器與測(cè)力儀的研發(fā)仍面臨一些亟待解決的問(wèn)題，如長(zhǎng)期穩(wěn)定性、溫度敏感性、以及新型壓電材料的開發(fā)與優(yōu)化等。與此同時(shí)，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，壓電傳感器集成化、智能化的需求日益增強(qiáng)，要求我們?cè)谟布⑿突耐瑫r(shí)，也要注重軟件算法的創(chuàng)新與升級(jí)。壓電式傳感器與測(cè)力儀的研發(fā)工作已經(jīng)取得了豐碩成果，但未來(lái)仍有廣闊的發(fā)展空間。展望未來(lái)，我們期待通過(guò)持續(xù)的基礎(chǔ)理論研究、新材料的探索與應(yīng)用、以及多學(xué)科交叉融合技術(shù)創(chuàng)新，進(jìn)一步提升壓電傳感器的性能指標(biāo)，拓寬其應(yīng)用場(chǎng)景，以滿足不斷增長(zhǎng)的高精度、多功能、實(shí)時(shí)在線測(cè)力需求，從而在全球科技競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)更為重要的地位。參考資料：隨著科技的快速發(fā)展，傳感器和測(cè)力儀在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其中壓電式傳感器與測(cè)力儀因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和特性，在許多高精度、高靈敏度的測(cè)量場(chǎng)景中發(fā)揮著不可替代的作用。本文將對(duì)壓電式傳感器與測(cè)力儀的研發(fā)歷程進(jìn)行回顧，并對(duì)其未來(lái)發(fā)展進(jìn)行展望。壓電式傳感器與測(cè)力儀的研發(fā)始于20世紀(jì)初，其基本原理是利用壓電材料的壓電效應(yīng)，將力或壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)力的測(cè)量。早期的壓電式傳感器與測(cè)力儀主要應(yīng)用于軍事、航空航天等領(lǐng)域的高精度測(cè)量。隨著材料科學(xué)和微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，壓電式傳感器與測(cè)力儀的性能不斷提升，應(yīng)用范圍也不斷拓展。目前，壓電式傳感器與測(cè)力儀已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，如工業(yè)自動(dòng)化、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全防范等。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，壓電式傳感器與測(cè)力儀被用于機(jī)器人關(guān)節(jié)的力反饋控制、生產(chǎn)線上物料的重量檢測(cè)等；在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，壓電式傳感器與測(cè)力儀被用于生物力學(xué)研究、醫(yī)療診斷和治療等；在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，壓電式傳感器與測(cè)力儀被用于氣象觀測(cè)、地震監(jiān)測(cè)等；在安全防范領(lǐng)域，壓電式傳感器與測(cè)力儀被用于安全門禁、報(bào)警系統(tǒng)等。隨著科技的不斷發(fā)展，壓電式傳感器與測(cè)力儀在未來(lái)將會(huì)有更加廣泛的應(yīng)用前景。隨著材料科學(xué)的進(jìn)步，新型的壓電材料將會(huì)不斷涌現(xiàn)，使得壓電式傳感器與測(cè)力儀的性能得到進(jìn)一步提升。隨著微電子技術(shù)的進(jìn)步，壓電式傳感器與測(cè)力儀的尺寸將會(huì)不斷縮小，使得其在便攜式設(shè)備、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域的應(yīng)用更加廣泛。隨著人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，壓電式傳感器與測(cè)力儀將能夠?qū)崿F(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化，使得其在智能制造、智慧城市等領(lǐng)域的應(yīng)用更加深入。隨著人們對(duì)環(huán)境和健康的關(guān)注度不斷提高，壓電式傳感器與測(cè)力儀在環(huán)境監(jiān)測(cè)和健康領(lǐng)域的應(yīng)用也將得到進(jìn)一步拓展。例如，利用壓電式傳感器與測(cè)力儀監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量、測(cè)量人體運(yùn)動(dòng)力學(xué)參數(shù)等。壓電式傳感器與測(cè)力儀在未來(lái)將會(huì)有更加廣泛的應(yīng)用前景和更高的要求。我們需要不斷探索新的技術(shù)和方法，進(jìn)一步提高壓電式傳感器與測(cè)力儀的性能和穩(wěn)定性，以滿足不同領(lǐng)域的需求。我們也需要加強(qiáng)對(duì)其在實(shí)際應(yīng)用中的研究和測(cè)試，不斷完善其應(yīng)用方案和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，以實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)、可靠的測(cè)量效果。由一個(gè)或多個(gè)能在受力后產(chǎn)生形變的彈性體，和能感應(yīng)這個(gè)形變量的電阻應(yīng)變片組成的電橋電路（如惠斯登電橋），以及能把電阻應(yīng)變片固定粘貼在彈性體上并能傳導(dǎo)應(yīng)變量的粘合劑和保護(hù)電子電路的密封膠等三大部分組成測(cè)力傳感器。在受到外力作用后，粘貼在彈性體的應(yīng)變片隨之產(chǎn)生形變引起電阻變化，電阻變化使組成的惠斯登電橋失去平衡輸出一個(gè)與外力成線性正比變化的電量電信號(hào)。測(cè)力傳感器彈性體材料，一般選用金屬材質(zhì)，可選用的材質(zhì)大部分為鋁合金材質(zhì)、合金鋼材質(zhì)及不銹鋼材質(zhì)。合金材質(zhì)既有剛度保證形變一致及形變恢復(fù)，又有良好的耐候防腐性能。彈性體的主要要求就是能夠精確傳遞受力信息并保持在相同受力時(shí)的形變一致性和完全復(fù)位性。電阻應(yīng)變片的組成復(fù)雜，是復(fù)合型制造產(chǎn)品，應(yīng)變片的基材和應(yīng)變銅質(zhì)的組合千變?nèi)f化，根據(jù)其應(yīng)變要求，目前，大約有近千種產(chǎn)品。一般，基材采用高分子薄膜材料，應(yīng)變材質(zhì)為高純度康銅。基材上的康銅通過(guò)光學(xué)處理后刻蝕不同感應(yīng)形變的電阻柵絲。電阻應(yīng)變片的品質(zhì)不僅與基材材質(zhì)和復(fù)合的金屬純度有關(guān)，而且與復(fù)合工藝、刻蝕技術(shù)及工藝、刻蝕化學(xué)材料及后處理工藝和材料等等因素相關(guān)。電阻應(yīng)變片貼片用粘合劑主要采用雙組分高分子環(huán)氧系列粘合劑，高分子化學(xué)產(chǎn)品的性能與各個(gè)組分的物理及化學(xué)指標(biāo)密切相關(guān)，如純度、分子鏈的結(jié)構(gòu)和大小、儲(chǔ)存時(shí)間、組分的配比、分子改性、混合方式、混合熟化使用時(shí)間、固化時(shí)間、固化溫度、助劑及百分比等因素。在焊接技術(shù)及設(shè)備不充分的測(cè)力傳感器初期階段，均采用專用硅橡膠密封膠系列。硅橡膠具有長(zhǎng)期化學(xué)穩(wěn)定性，防腐、防潮、耐老化、絕緣等各項(xiàng)性能優(yōu)異，長(zhǎng)期以來(lái)一直是所有密封膠的首選產(chǎn)品。導(dǎo)線依然是測(cè)力傳感器組成的一部分，測(cè)力傳感器導(dǎo)線的金屬材質(zhì)，由于家庭電器的電線使用，質(zhì)量差異都有切身體會(huì)。畢竟導(dǎo)線是橋路供電、信號(hào)輸出、長(zhǎng)線激勵(lì)電壓補(bǔ)償?shù)耐罚冦y線肯定比銅線傳導(dǎo)效果好，銅線肯定比鋁線傳導(dǎo)效果好，其作用不言而喻。隨著，各種高頻、無(wú)線電波等越來(lái)越多的干擾，測(cè)力傳感器的優(yōu)良屏蔽也是保護(hù)信號(hào)穩(wěn)定的重要方法。環(huán)境侵蝕、蟲鼠侵害、防火阻燃等也需要傳感器保護(hù)層的材料防腐防蟲防火防爆，甚至需要采用鎧甲保護(hù)、套管防護(hù)等方法。測(cè)力傳感器的每個(gè)組成部分都會(huì)影響傳感器最終的技術(shù)性能，一些測(cè)力傳感器僅僅采用簡(jiǎn)單固定的方式避免傳感器導(dǎo)線的移動(dòng)而損傷傳感器的電子電路固定，一些傳導(dǎo)距離很短的測(cè)力傳感器甚至僅僅依靠膠封固定。但較大體積、重量較大的測(cè)力傳感器，如果沒(méi)有適當(dāng)導(dǎo)線固定或密封的方式，就是測(cè)力傳感器最易產(chǎn)生故障的瓶頸。特別是加裝密封頭固定導(dǎo)線時(shí)，緊固件的材質(zhì)及緊固力度也會(huì)給測(cè)力傳感器的最終技術(shù)性能帶來(lái)影響。觀察者發(fā)現(xiàn)，很少有使用緊固件安裝使用密封粘合劑的，這樣可以避免依靠緊固力固定帶來(lái)的殘余應(yīng)力，也不會(huì)由于緊固力不足而產(chǎn)生泄露的問(wèn)題。測(cè)力傳感器的彈性元件、外殼、膜片及上壓頭、下壓墊的設(shè)計(jì)，都必須保證受載后在結(jié)構(gòu)上不產(chǎn)生性能波動(dòng)，或性能波動(dòng)很小，為此在測(cè)力傳感器設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量作到應(yīng)變區(qū)受力單一，應(yīng)力均勻一致；貼片部位最好為平面；在結(jié)構(gòu)上保證具有一定的抗偏心載荷和側(cè)向載荷的能力；安裝力遠(yuǎn)離應(yīng)變區(qū)，測(cè)量時(shí)應(yīng)避免載荷支承點(diǎn)的位移。盡管測(cè)力傳感器屬于裝配制造產(chǎn)品，但為了保證具有最佳技術(shù)性能和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，盡可能將它設(shè)計(jì)成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。彈性元件的金屬材料對(duì)測(cè)力傳感器的綜合性能和長(zhǎng)期穩(wěn)定性起關(guān)鍵作用。應(yīng)選擇強(qiáng)度極限和彈性極限高，彈性模量的時(shí)間、溫度穩(wěn)定性好，彈性滯后小，機(jī)械加工和熱處理產(chǎn)生的殘余應(yīng)力小的材料。有資料表明:只要材料淬火后的塑性好，它在機(jī)械加工和熱處理后的殘余應(yīng)力就小。還要特別重視彈性模量隨時(shí)間的穩(wěn)定性，要求在測(cè)力傳感器使用壽命期間內(nèi)材料的彈性模具不發(fā)生變化。彈性元件在機(jī)械加工過(guò)程中，由于表面變形的不均勻產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，切削用量越大，殘余應(yīng)力就越大，磨削加工產(chǎn)生的殘余應(yīng)力最大。因此應(yīng)制訂合理的加工工藝和規(guī)定適當(dāng)?shù)那邢饔昧?。彈性元件在熱處理過(guò)程中，由于冷卻溫度不均勻和金屬材料相變等原因，在芯部和表層產(chǎn)生方向不同的殘余應(yīng)力，其芯部為拉應(yīng)力，表層為壓應(yīng)力。必須通過(guò)回火處理工藝，在其內(nèi)部產(chǎn)生方向相反的應(yīng)力，與殘余應(yīng)力相互抵消，減少殘余應(yīng)力的影響。電阻應(yīng)變計(jì)應(yīng)具有最佳性能，要求靈敏系數(shù)穩(wěn)定性好，熱輸出小，機(jī)械滯后和蠕變小，應(yīng)變量為1000×10-6時(shí)疲勞壽命可達(dá)108，電阻值偏差小，批次質(zhì)量均一性好等。應(yīng)變粘結(jié)劑應(yīng)具有粘結(jié)強(qiáng)度大，抗剪強(qiáng)度高；彈性模量較大且穩(wěn)定；電絕緣性能好；具有與彈性元件相同或相近的熱膨脹系數(shù)；蠕變和滯后小；固化時(shí)膠層體積收縮小等。粘貼電阻應(yīng)變計(jì)時(shí)一定要嚴(yán)格控制膠層厚度，因?yàn)檎辰Y(jié)強(qiáng)度隨膠層厚度的增加而降低。這是由于薄的膠層需要更大的應(yīng)力才能變形，不易產(chǎn)生流動(dòng)和蠕變，界面上的內(nèi)應(yīng)力很小，產(chǎn)生氣泡和缺陷的幾率也比較小，應(yīng)變傳遞性能好，只要防護(hù)密封合理就可達(dá)到較高的穩(wěn)定性水平。應(yīng)變式測(cè)力傳感器的工作原理和總體結(jié)構(gòu)決定了，在生產(chǎn)工藝流程中有些工序必須手工操作，人為的因素對(duì)測(cè)力傳感器的質(zhì)量影響較大。因此必須制訂科學(xué)合理并可重復(fù)的制造工藝流程，并在其中增加電子計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化或半自動(dòng)化工序，盡量減少人為因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響。應(yīng)變式測(cè)力傳感器屬于裝配制造，貼片組橋后就形成了產(chǎn)品，由于內(nèi)部不可避免的產(chǎn)生一些缺陷和外界環(huán)境條件的影響，測(cè)力傳感器的某些性能指標(biāo)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，因此必須進(jìn)行各項(xiàng)電路補(bǔ)償與調(diào)整，提高測(cè)力傳感器本身的穩(wěn)定性和對(duì)外部環(huán)境條件的穩(wěn)定性。完善而精細(xì)的電路補(bǔ)償工藝，是提高測(cè)力傳感器穩(wěn)定性的重要環(huán)節(jié)。防護(hù)與密封是測(cè)力傳感器制造工藝流程中的要害工序，是測(cè)力傳感器耐受客觀環(huán)境和感應(yīng)環(huán)境影響而能穩(wěn)定可靠工作的根本保障。如果防護(hù)密封不良，粘貼在彈性元件上的電阻應(yīng)變計(jì)及應(yīng)變粘結(jié)劑膠層，都會(huì)吸收空氣中的水分而產(chǎn)生增塑，造成粘結(jié)強(qiáng)度和剛度下降，引起零點(diǎn)漂移和輸出無(wú)規(guī)律變化，直至測(cè)力傳感器失效。因此有效的防護(hù)密封是測(cè)力傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的根本保證，否則將使各項(xiàng)工藝成果前功盡棄。提高測(cè)力傳感器的穩(wěn)定性除處理好上述各種因素的影響外，最重要的途徑就是采取各種技術(shù)措施和工藝手段，模擬使用條件進(jìn)行有效的人工老練試驗(yàn)，盡量多的釋放殘余應(yīng)力使其性能波動(dòng)減至最小。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(jì)粘貼和加壓固化等工藝過(guò)程中產(chǎn)生各種殘余應(yīng)力，隨著時(shí)間和使用條件的變化不斷松弛釋放，而造成測(cè)力傳感器的性能波動(dòng)，主要表現(xiàn)在零點(diǎn)和靈敏度不穩(wěn)定。為使測(cè)力傳感器在生產(chǎn)過(guò)程中渡過(guò)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(cè)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。多應(yīng)用于鋁合金測(cè)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(shí)效法。國(guó)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(shí)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%。冷熱循環(huán)穩(wěn)定性處理工藝為-196℃×4小時(shí)/190℃×4小時(shí)，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)定性好。釋放殘余應(yīng)力的效果如此明顯，一是因?yàn)榧訜釙r(shí)原子熱運(yùn)動(dòng)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(dòng)越大塑性越好，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。恒溫時(shí)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(shí)效時(shí)，殘余應(yīng)力釋放與時(shí)效時(shí)間關(guān)系表明，保溫24小時(shí)，可使殘余應(yīng)力下降50%左右。機(jī)械法穩(wěn)定性處理，多在測(cè)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(shí)進(jìn)行。主要工藝有脈動(dòng)疲勞法、超載靜壓法和振動(dòng)時(shí)效法。將測(cè)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)?？捎行У尼尫艔椥栽?、電阻應(yīng)變計(jì)、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)定性的效果極為明顯。理論上適用于各種量程，但在實(shí)際生產(chǎn)中以鋁合金小量程測(cè)力傳感器應(yīng)用較多。其工藝是：在專用的標(biāo)準(zhǔn)砝碼加載裝置中或簡(jiǎn)易的機(jī)械螺旋加載設(shè)備上，對(duì)測(cè)力傳感器施加125%額定載荷，保持4～8小時(shí)，或施加110%額定載荷，保持24小時(shí)，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(jiǎn)單，成本低，效果好，為鋁合金測(cè)力傳感器制造企業(yè)廣泛采用。（3）振動(dòng)時(shí)效（VibratorySterssReliering）法將測(cè)力傳感器安裝在額定正弦推力滿足振動(dòng)時(shí)效要求的振動(dòng)臺(tái)上，根據(jù)稱重傳感器的額定量程估算頻率，來(lái)決定施加的振動(dòng)載荷、工作頻率和振動(dòng)時(shí)間。共振時(shí)效比振動(dòng)時(shí)效釋放殘余應(yīng)力的效果更好，但必須測(cè)量出測(cè)力傳感器的固有頻率。振動(dòng)時(shí)效和共振時(shí)效工藝的特點(diǎn)是：能耗低，周期短，效果好，不損壞彈性元件表面，而且操作簡(jiǎn)單。振動(dòng)時(shí)效的機(jī)理，目前尚無(wú)定論。國(guó)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(cuò)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(méi)有充分的、有說(shuō)服力的、權(quán)威性的試驗(yàn)證明。這些理論和觀點(diǎn)往往是相互交叉的，所以可認(rèn)為振動(dòng)時(shí)效的機(jī)理是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。經(jīng)過(guò)振動(dòng)時(shí)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(guò)載的觀點(diǎn)，解釋振動(dòng)時(shí)效的機(jī)理。即作用在彈性元件上的振動(dòng)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。壓電式加速度傳感器又稱壓電加速度計(jì)。它也屬于慣性式傳感器。它是利用某些物質(zhì)如石英晶體的壓電效應(yīng)，在加速度計(jì)受振時(shí)，質(zhì)量塊加在壓電元件上的力也隨之變化。當(dāng)被測(cè)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)低于加速度計(jì)的固有頻率時(shí)，則力的變化與被測(cè)加速度成正比。壓電式加速度傳感器是基于壓電晶體的壓電效應(yīng)工作的。某些晶體在一定方向上受力變形時(shí)，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷；當(dāng)外力去除后，又重新恢復(fù)到不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為“壓電效應(yīng)”，具有“壓電效應(yīng)”的晶體稱為壓電晶體。常用的壓電晶體有石英、壓電陶瓷等。壓電式加速度傳感器壓電式加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)和安裝壓電式加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)形式常用的壓電式加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)形式如圖1。S是彈簧，M是質(zhì)量塊，B是基座，P是壓電元件，R是夾持環(huán)。圖1中（a）是中央安裝壓縮型，壓電元件—質(zhì)量塊—彈簧系統(tǒng)裝在圓形中心支柱上，支柱與基座連接。這種結(jié)構(gòu)有高的共振頻率。然而基座B與測(cè)試對(duì)象連接時(shí)，如果基座B有變形則將直接影響拾振器輸出。測(cè)試對(duì)象和環(huán)境溫度變化將影響壓電元件，并使預(yù)緊力發(fā)生變化，易引起溫度漂移。圖1中（c）為三角剪切形，壓電元件由夾持環(huán)將其夾牢在三角形中心柱上。加速度計(jì)感受軸向振動(dòng)時(shí)，壓電元件承受切應(yīng)力。這種結(jié)構(gòu)對(duì)底座變形和溫度變化有極好的隔離作用，有較高的共振頻率和良好的線性。圖1中（b）為環(huán)形剪切型，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能做成極小型、高共振頻率的加速度計(jì)，環(huán)形質(zhì)量塊粘到裝在中心支柱上的環(huán)形壓電元件上。由于粘結(jié)劑會(huì)隨溫度增高而變軟，因此最高工作溫度受到限制。一般小阻尼(z＜=1)的加速度計(jì)，上限頻率若取為共振頻率的1/3，便可保證幅值誤差低于1dB（即12%）；若取為共振頻率的1/5，則可保證幅值誤差小于5dB（即6%），相移小于30。但共振頻率與加速度計(jì)的固定狀況有關(guān)，加速度計(jì)出廠時(shí)給出的幅頻曲線是在剛性連接的固定情況下得到的。實(shí)際使用的固定方法往往難于達(dá)到剛性連接，因而共振頻率和使用上限頻率都會(huì)有所下降。加速度計(jì)與試件的各種固定方法見(jiàn)圖其中采用鋼螺栓固定，是使共振頻率能達(dá)到出廠共振頻率的最好方法。螺栓不得全部擰入基座螺孔，以免引起基座變形，影響加速度計(jì)的輸出。在安裝面上涂一層硅脂可增加不平整安裝表面的連接可靠性。需要絕緣時(shí)可用絕緣螺栓和云母墊片來(lái)固定加速度計(jì),但墊圈應(yīng)盡量簿。用一層簿蠟把加速度計(jì)粘在試件平整表面上，也可用于低溫（40℃以下）的場(chǎng)合。手持探針測(cè)振方法,在多點(diǎn)測(cè)試時(shí)使用特別方便，但測(cè)量誤差較大，重復(fù)性差，使用上限頻率一般不高于1000Hz。用專用永久磁鐵固定加速度計(jì)，使用方便，多在低頻測(cè)量中使用。此法也可使加速度計(jì)與試件絕緣。用硬性粘接螺栓或粘接劑的固定方法也長(zhǎng)使用。某種典型的加速度計(jì)采用上述各種固定方法的共振頻率分別約為：鋼螺栓固定法31kHz，云母墊片28kHz，涂簿蠟層29kHz，手持法2kHz，永久磁鐵固定法7kHz。壓電加速度計(jì)屬發(fā)電型傳感器，可把它看成電壓源或電荷源，故靈敏度有電壓靈敏度和電荷靈敏度兩種表示方法。前者是加速度計(jì)輸出電壓（mV）與所承受加速度之比；后者是加速度計(jì)輸出電荷與所承受加速度之比。加速度單位為m/s^2，但在振動(dòng)測(cè)量中往往用標(biāo)準(zhǔn)重力加速度g作單位，1g=80665m/s^2。這是一種已為大家所接受的表示方式，幾乎所有測(cè)振儀器都用g作為加速度單位并在儀器的板面上和說(shuō)明書中標(biāo)出。對(duì)給定的壓電材料而言，靈敏度隨質(zhì)量塊的增大或壓電元件的增多而增大。一般來(lái)說(shuō)，加速度計(jì)尺寸越大，其固有頻率越低。因此選用加速度計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)權(quán)衡靈敏度和結(jié)構(gòu)尺寸、附加質(zhì)量的影響和頻率響應(yīng)特性之間的利弊。壓電晶體加速度計(jì)的橫向靈敏度表示它對(duì)橫向（垂直于加速度計(jì)軸線）振動(dòng)的敏感程度，橫向靈敏度常以主靈敏度（即加速度計(jì)的電壓靈敏度或電荷靈敏度）的百分比表示。一般在殼體上用小紅點(diǎn)標(biāo)出最小橫向靈敏度方向，一個(gè)優(yōu)良的加速度計(jì)的橫向靈敏度應(yīng)小于主靈敏度的3%。壓電式加速度計(jì)在測(cè)試時(shí)具有明顯的方向性。壓電元件受力后產(chǎn)生的電荷量極其微弱，這電荷使壓電元件邊界和接在邊界上的導(dǎo)體充電到電壓U=q/Ca（這里Ca是加速度計(jì)的內(nèi)電容）。要測(cè)定這樣微弱的電荷（或電壓）的關(guān)鍵是防止導(dǎo)線、測(cè)量電路和加速度計(jì)本身的電荷泄漏。換句話講，壓電加速度計(jì)所用的前置放大器應(yīng)具有極高的輸入阻抗，把泄漏減少到測(cè)量準(zhǔn)確度所要求的限度以內(nèi)。壓電式傳感器的前置放大器有：電壓放大器和電荷放大器。所用電壓放大器就是高輸入阻抗的比例放大器。其電路比較簡(jiǎn)單，但輸出受連接電纜對(duì)地電容的影響，適用于一般振動(dòng)測(cè)量。電荷放大器以電容作負(fù)反饋，使用中基本不受電纜電容的影響。在電荷放大器中，通常用高質(zhì)量的元、器件，輸入阻抗高，但價(jià)格也比較貴。從壓電式傳感器的力學(xué)模型看，它具有“低通”特性，原可測(cè)量極低頻的振動(dòng)。但實(shí)際上由于低頻尤其小振幅振動(dòng)時(shí)，加速度值小，傳感器的靈敏度有限，因此輸出的信號(hào)將很微弱，信噪比很低；另外電荷的泄漏，積分電路的漂移（用于測(cè)振動(dòng)速度和位移）、器件的噪聲都是不可避免的，所以實(shí)際低頻端也出現(xiàn)“截止頻率”，約為1～1Hz左右。秦皇島市恒科科技有限公司生產(chǎn)的壓電式加速度傳感器型號(hào)：HK9101-J指標(biāo)如下靈敏度：~35pC/g在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中被應(yīng)用于許許多多的方面，如手提電腦的硬盤抗摔保護(hù)，目前用的數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)里，也有加速度傳感器，用來(lái)檢測(cè)拍攝時(shí)候的手部的振動(dòng)，并根據(jù)這些振動(dòng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)相機(jī)的聚焦。壓電加速度傳感器還應(yīng)用于汽車安全氣囊、防抱死系統(tǒng)、牽引控制系統(tǒng)等安全性能方面。由一個(gè)或多個(gè)能在受力后產(chǎn)生形變的彈性體，和能感應(yīng)這個(gè)形變量的電阻應(yīng)變片組成的電橋電路（如惠斯登電橋），以及能把電阻應(yīng)變片固定粘貼在彈性體上并能傳導(dǎo)應(yīng)變量的粘合劑和保護(hù)電子電路的密封膠等三大部分組成測(cè)力傳感器。在受到外力作用后，粘貼在彈性體的應(yīng)變片隨之產(chǎn)生形變引起電阻變化，電阻變化使組成的惠斯登電橋失去平衡輸出一個(gè)與外力成線性正比變化的電量電信號(hào)。測(cè)力傳感器彈性體材料，一般選用金屬材質(zhì)，可選用的材質(zhì)大部分為鋁合金材質(zhì)、合金鋼材質(zhì)及不銹鋼材質(zhì)。合金材質(zhì)既有剛度保證形變一致及形變恢復(fù)，又有良好的耐候防腐性能。彈性體的主要要求就是能夠精確傳遞受力信息并保持在相同受力時(shí)的形變一致性和完全復(fù)位性。電阻應(yīng)變片的組成復(fù)雜，是復(fù)合型制造產(chǎn)品，應(yīng)變片的基材和應(yīng)變銅質(zhì)的組合千變?nèi)f化，根據(jù)其應(yīng)變要求，目前，大約有近千種產(chǎn)品。一般，基材采用高分子薄膜材料，應(yīng)變材質(zhì)為高純度康銅?；纳系目点~通過(guò)光學(xué)處理后刻蝕不同感應(yīng)形變的電阻柵絲。電阻應(yīng)變片的品質(zhì)不僅與基材材質(zhì)和復(fù)合的金屬純度有關(guān)，而且與復(fù)合工藝、刻蝕技術(shù)及工藝、刻蝕化學(xué)材料及后處理工藝和材料等等因素相關(guān)。電阻應(yīng)變片貼片用粘合劑主要采用雙組分高分子環(huán)氧系列粘合劑，高分子化學(xué)產(chǎn)品的性能與各個(gè)組分的物理及化學(xué)指標(biāo)密切相關(guān)，如純度、分子鏈的結(jié)構(gòu)和大小、儲(chǔ)存時(shí)間、組分的配比、分子改性、混合方式、混合熟化使用時(shí)間、固化時(shí)間、固化溫度、助劑及百分比等因素。在焊接技術(shù)及設(shè)備不充分的測(cè)力傳感器初期階段，均采用專用硅橡膠密封膠系列。硅橡膠具有長(zhǎng)期化學(xué)穩(wěn)定性，防腐、防潮、耐老化、絕緣等各項(xiàng)性能優(yōu)異，長(zhǎng)期以來(lái)一直是所有密封膠的首選產(chǎn)品。導(dǎo)線依然是測(cè)力傳感器組成的一部分，測(cè)力傳感器導(dǎo)線的金屬材質(zhì)，由于家庭電器的電線使用，質(zhì)量差異都有切身體會(huì)。畢竟導(dǎo)線是橋路供電、信號(hào)輸出、長(zhǎng)線激勵(lì)電壓補(bǔ)償?shù)耐?，鍍銀線肯定比銅線傳導(dǎo)效果好，銅線肯定比鋁線傳導(dǎo)效果好，其作用不言而喻。隨著，各種高頻、無(wú)線電波等越來(lái)越多的干擾，測(cè)力傳感器的優(yōu)良屏蔽也是保護(hù)信號(hào)穩(wěn)定的重要方法。環(huán)境侵蝕、蟲鼠侵害、防火阻燃等也需要傳感器保護(hù)層的材料防腐防蟲防火防爆，甚至需要采用鎧甲保護(hù)、套管防護(hù)等方法。測(cè)力傳感器的每個(gè)組成部分都會(huì)影響傳感器最終的技術(shù)性能，一些測(cè)力傳感器僅僅采用簡(jiǎn)單固定的方式避免傳感器導(dǎo)線的移動(dòng)而損傷傳感器的電子電路固定，一些傳導(dǎo)距離很短的測(cè)力傳感器甚至僅僅依靠膠封固定。但較大體積、重量較大的測(cè)力傳感器，如果沒(méi)有適當(dāng)導(dǎo)線固定或密封的方式，就是測(cè)力傳感器最易產(chǎn)生故障的瓶頸。特別是加裝密封頭固定導(dǎo)線時(shí)，緊固件的材質(zhì)及緊固力度也會(huì)給測(cè)力傳感器的最終技術(shù)性能帶來(lái)影響。觀察者發(fā)現(xiàn)，很少有使用緊固件安裝使用密封粘合劑的，這樣可以避免依靠緊固力固定帶來(lái)的殘余應(yīng)力，也不會(huì)由于緊固力不足而產(chǎn)生泄露的問(wèn)題。測(cè)力傳感器的彈性元件、外殼、膜片及上壓頭、下壓墊的設(shè)計(jì)，都必須保證受載后在結(jié)構(gòu)上不產(chǎn)生性能波動(dòng)，或性能波動(dòng)很小，為此在測(cè)力傳感器設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量作到應(yīng)變區(qū)受力單一，應(yīng)力均勻一致；貼片部位最好為平面；在結(jié)構(gòu)上保證具有一定的抗偏心載荷和側(cè)向載荷的能力；安裝力遠(yuǎn)離應(yīng)變區(qū)，測(cè)量時(shí)應(yīng)避免載荷支承點(diǎn)的位移。盡管測(cè)力傳感器屬于裝配制造產(chǎn)品，但為了保證具有最佳技術(shù)性能和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，盡可能將它設(shè)計(jì)成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。彈性元件的金屬材料對(duì)測(cè)力傳感器的綜合性能和長(zhǎng)期穩(wěn)定性起關(guān)鍵作用。應(yīng)選擇強(qiáng)度極限和彈性極限高，彈性模量的時(shí)間、溫度穩(wěn)定性好，彈性滯后小，機(jī)械加工和熱處理產(chǎn)生的殘余應(yīng)力小的材料。有資料表明:只要材料淬火后的塑性好，它在機(jī)械加工和熱處理后的殘余應(yīng)力就小。還要特別重視彈性模量隨時(shí)間的穩(wěn)定性，要求在測(cè)力傳感器使用壽命期間內(nèi)材料的彈性模具不發(fā)生變化。彈性元件在機(jī)械加工過(guò)程中，由于表面變形的不均勻產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，切削用量越大，殘余應(yīng)力就越大，磨削加工產(chǎn)生的殘余應(yīng)力最大。因此應(yīng)制訂合理的加工工藝和規(guī)定適當(dāng)?shù)那邢饔昧?。彈性元件在熱處理過(guò)程中，由于冷卻溫度不均勻和金屬材料相變等原因，在芯部和表層產(chǎn)生方向不同的殘余應(yīng)力，其芯部為拉應(yīng)力，表層為壓應(yīng)力。必須通過(guò)回火處理工藝，在其內(nèi)部產(chǎn)生方向相反的應(yīng)力，與殘余應(yīng)力相互抵消，減少殘余應(yīng)力的影響。電阻應(yīng)變計(jì)應(yīng)具有最佳性能，要求靈敏系數(shù)穩(wěn)定性好，熱輸出小，機(jī)械滯后和蠕變小，應(yīng)變量為1000×10-6時(shí)疲勞壽命可達(dá)108，電阻值偏差小，批次質(zhì)量均一性好等。應(yīng)變粘結(jié)劑應(yīng)具有粘結(jié)強(qiáng)度大，抗剪強(qiáng)度高；彈性模量較大且穩(wěn)定；電絕緣性能好；具有與彈性元件相同或相近的熱膨脹系數(shù)；蠕變和滯后?。还袒瘯r(shí)膠層體積收縮小等。粘貼電阻應(yīng)變計(jì)時(shí)一定要嚴(yán)格控制膠層厚度，因?yàn)檎辰Y(jié)強(qiáng)度隨膠層厚度的增加而降低。這是由于薄的膠層需要更大的應(yīng)力才能變形，不易產(chǎn)生流動(dòng)和蠕變，界面上的內(nèi)應(yīng)力很小，產(chǎn)生氣泡和缺陷的幾率也比較小，應(yīng)變傳遞性能好，只要防護(hù)密封合理就可達(dá)到較高的穩(wěn)定性水平。應(yīng)變式測(cè)力傳感器的工作原理和總體結(jié)構(gòu)決定了，在生產(chǎn)工藝流程中有些工序必須手工操作，人為的因素對(duì)測(cè)力傳感器的質(zhì)量影響較大。因此必須制訂科學(xué)合理并可重復(fù)的制造工藝流程，并在其中增加電子計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化或半自動(dòng)化工序，盡量減少人為因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響。應(yīng)變式測(cè)力傳感器屬于裝配制造，貼片組橋后就形成了產(chǎn)品，由于內(nèi)部不可避免的產(chǎn)生一些缺陷和外界環(huán)境條件的影響，測(cè)力傳感器的某些性能指標(biāo)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，因此必須進(jìn)行各項(xiàng)電路補(bǔ)償與調(diào)整，提高測(cè)力傳感器本身的穩(wěn)定性和對(duì)外部環(huán)境條件的穩(wěn)定性。完善而精細(xì)的電路補(bǔ)償工藝，是提高測(cè)力傳感器穩(wěn)定性的重要環(huán)節(jié)。防護(hù)與密封是測(cè)力傳感器制造工藝流程中的要害工序，是測(cè)力傳感器耐受客觀環(huán)境和感應(yīng)環(huán)境影響而能穩(wěn)定可靠工作的根本保障。如果防護(hù)密封不良，粘貼在彈性元件上的電阻應(yīng)變計(jì)及應(yīng)變粘結(jié)劑膠層，都會(huì)吸收空氣中的水分而產(chǎn)生增塑，造成粘結(jié)強(qiáng)度和剛度下降，引起零點(diǎn)漂移和輸出無(wú)規(guī)律變化，直至測(cè)力傳感器失效。因此有效的防護(hù)密封是測(cè)力傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的根本保證，否則將使各項(xiàng)工藝成果前功盡棄。提高測(cè)力傳感器的穩(wěn)定性除處理好上述各種因素的