隨著(zhe)傳感器技術的進步,由稱重傳感(gǎn)器(qì)製作的電子(zǐ)衡器(qì)已廣泛應用到(dào)各行(háng)各業,實現了對物料的快速、*稱量。
傳感器質量是(shì)製約我國(guó)各類相關產品整體質量提*的關鍵*在(zài)。與**相比,我國稱重傳感器製造和工藝總體水平比較落後,主要表現(xiàn)為工藝裝備與檢測儀器老化,產(chǎn)業化(huà)程度低,穩定性、可靠性與環境適應性差。同時,有些(xiē)傳感器的檢驗(yàn)項目還缺乏必需(xū)的檢測(cè)手(shǒu)段。
*、傳感器的蠕變試驗
傳感器蠕變(biàn),是指保持溫度恒定,在*有的環境條件和其他可變化量保持不變時,傳感器輸出隨時間變化的特性。傳感器的蠕變誤差需要從兩個方麵確定(dìng):*是蠕變加載,在(10~20)s時間無衝擊地加上額定負荷,在加荷後(10~20)s讀(dú)數,然後在30min內按*定的時間間隔依次記下輸出值。傳感器蠕變(biàn)(<I>CP</I>)按(àn)下式計算:<I>CP</I>=<I>θ</I>2-<I>θ</I>3/<I>θn</I>×100%。二是蠕變恢複,盡快去掉額定負荷(hé)(在10s~20s時間內),卸荷後在(10~20)s內立即讀(dú)數,然後在30min內按*定的時間間隔依次記下(xià)輸出值。傳(chuán)感(gǎn)器的蠕變恢複(<I>CR</I>)按下(xià)式計算(suàn):<I>CR</I>=<I>θ</I>5-<I>θ</I>6/<I>θn</I>×100%。
傳感器的蠕(rú)變試驗*般在靜(jìng)重(chóng)式力標準機上實現,但靜重式力標準機的負荷(hé)全部由砝(fǎ)碼直接產生(shēng),設(shè)備投入成本大,特別是大量程的靜重機,*般(bān)企業都無法(fǎ)承受。
二、用杠杆式力標準機實現蠕變試驗
1.杠杆式力標準機(jī)結構(gòu)和工作原理
杠杆式力標準機(jī)包括反力架、主機、杠杆和加荷部(bù)分。主(zhǔ)機的(de)底座固定在地基上,底座內裝(zhuāng)有主機變速拉平機構(gòu),底座上裝有立柱,主機中部裝有反力架與主機底座內的變速拉平機構連接,杠(gàng)杆位於主機頂部(bù),右端與加荷部分連接。
在工(gōng)作時,以加荷部分(fèn)*帶的砝碼產生的力為標準載荷,通過杠杆機構按(àn)比例放大後,按順(shùn)序自動把預置力值逐步加載到被檢傳感器上。當每次加(jiā)載後,因為被檢傳感器的變(biàn)形會導致杠杆連接加荷部分(fèn)的*端下降,主機通過底部(bù)的變速拉平機構帶動反力架向下移動,使杠杆回複到水平狀態,同(tóng)時控製係統對被測傳感器的數據進行采集,從而(ér)完成對裝置在反力架內的被檢傳感器的檢定試驗。
由於砝碼是逐級加載到被檢測力儀上,並不(bú)是(shì)*次性將載荷加載,達不到蠕變試驗無衝擊加載的要求(qiú),因此,現有的杠杆式力標(biāo)準機無(wú)法實現蠕(rú)變試(shì)驗功能。
2.蠕變試驗設備改造原理
如果(guǒ)用杠杆式力標準機進行蠕變(biàn)試(shì)驗,則必須對其結構(gòu)和加(jiā)載方式進行改進。我們在杠(gàng)杆式力標準機上增加蠕變試驗裝置,該機構為可調式升降機構(gòu),也可以為手動絲杆調節、電機加絲杠調節或油源加油缸調節的任*種。通過該裝置將砝碼(mǎ)逐級增加的載(zǎi)荷(hé)支(zhī)起,累計到預(yù)定值時再快速施加到被測傳感器上(shàng),並按要求保持足夠的時間,從而實現用杠杆式力標準機進行蠕變試驗的設想。
3.用杠杆式力標準機實現(xiàn)蠕變試驗過程
圖1是我們為蘇州某*10t杠杆式力標準機(jī)改(gǎi)造後的實際(jì)方案圖。改造(zào)時將原杠杆比為1∶20焊接(jiē)成型杠(gàng)杆改為杠杆比1∶10的低(dī)合金(jīn)鋼整體鑄造成型杠杆,並增加了*套蠕變試驗(yàn)裝置。
用(yòng)杠杆式力標準機進行蠕變試驗(yàn)時,*先(xiān)通過鎖緊機構將杠杆鎖緊至水平狀態,調整蠕變承力絲杠至zui低位置,這時蠕變承力絲杠與(yǔ)上反力架上表麵保(bǎo)持1mm間隙,然後鬆開鎖緊機構,將被檢稱重傳感器放置在(zài)反力架內,調整傳感器與下反力架上(shàng)壓頭間隙至3mm左右(yòu)(大於蠕變承力絲杠與(yǔ)上反力架(jià)上表麵之間的間隙),這時設置蠕(rú)變試驗載荷並加載,加載後杠杆的砝碼*端下降,上反力架上升,負荷由蠕變機構支撐,傳感器還未(wèi)受力,杠杆(gǎn)不進行拉平動作;等載荷加到預定值(zhí)後,主機部分才通過變速(sù)拉平機構帶動(dòng)下反力架向下移動(dòng),拉平杠杆回複到水平狀態(tài)。這樣便將全部負荷快速施加到被檢傳感器上,實現了蠕(rú)變試(shì)驗,並按要求進行長時間的保載試(shì)驗,獲取試驗數據,zui終完成試驗。
由上述可見,蠕變測試加載與卸載(zǎi)時間(jiān)取決於蠕變承力絲杠與上反力(lì)架上表麵之間的間(jiān)隙、被測傳感器的變形量以及下反力(lì)架拉平機構的速度。本機蠕變(biàn)承(chéng)力絲杠與上反力架上表麵之間的間隙為1mm,被測傳感器的變形量*般較(jiào)小,在0.2mm以內,下反力架拉(lā)平機構的速度為4mm/min,這樣實際蠕(rú)變加(jiā)載與卸載時間在18s左(zuǒ)右,載荷穩定時間在10s左右,滿足傳感(gǎn)器蠕變試驗要求。
4.測力杠杆改善
蠕變試驗(yàn)需要長時間滿(mǎn)負荷加載(zǎi),這對杠杆提出了很*的要求。現有的杠杆式力標準(zhǔn)機的杠杆*般是(shì)通過焊接方式成型,由於焊(hàn)接工(gōng)藝本身的*度和焊接部分在使(shǐ)用過程中的形變,這類杠杆長時間的滿負(fù)荷加(jiā)載會增加杠杆的疲勞和(hé)變形,降低測量*度,影響到整機的壽命。因(yīn)此,我們對現有的杠杆進行改善,將原焊接成型的1∶20的杠杆改為1∶10的低合金鋼整體鑄造成型,有效地減小了(le)杠杆的變形並保證了長(zhǎng)期的穩定可靠性。同時采用*的(de)水平檢測裝置對(duì)杠杆的平衡狀態實時檢(jiǎn)測(cè)顯示(shì),根據(jù)平(píng)衡方式進行杠杆的手動平衡或自動平衡。
5控製係統
杠杆式力標準機結構(gòu)龐(páng)大,組成(chéng)零部件很多,監控點也多,增加蠕變試驗功能後,對控製係統(tǒng)的控製(zhì)過程和數據采(cǎi)集的可靠性提出了更*的要求(qiú)。
硬件方麵(miàn),杠杆通過數據(jù)采(cǎi)集卡采集杠杆的鎖緊狀態信(xìn)號,用控製計算(suàn)機根據信號進行控製;杠杆平衡檢測采用紅外光電狹縫(féng)式定位裝置,對杠杆位置進行數字編碼;砝碼定位采用紅外光電傳感技術,用光電編碼測距方式取代原固(gù)定位置檢測的方式;計算機根據檢定過程的需要輸出控製信號經光電隔離和驅(qū)動後,控製杠杆平衡主電機、杠杆鎖緊(鬆開)電機(jī)、砝碼托盤電機和蠕變(biàn)機構電機等(děng)實現預期的動作和調整。
軟件方麵,需要控製係統的人機界麵形象直觀、操作簡(jiǎn)便和擴展性好。該係統通過程序實現了以下功能:
(1)靈活的處理方式:該係統根據GB/T7551-2008進行(háng)數據處理,同時又(yòu)可以(yǐ)根據需求(qiú)提供靈活多變的試驗方(fāng)式。
(2)多樣的試驗模式:手動、自動(dòng)和簡(jiǎn)易測試能夠適(shì)應不同層次(cì)的(de)試驗要求。
(3)實用的記憶功能:係統能夠記(jì)憶操(cāo)作(zuò)人員(yuán)上(shàng)次試驗的各種設置。如實驗窗口數據的顏色、砝碼加卸速度的大小,以及試驗設(shè)置等信息。
(4)簡明的動畫(huà)形式:使用戶在隻觀察軟件時即可明確地知道砝碼當前的狀態。
(5)及時的保護方式:該係統能夠應付多種突發的(de)試驗錯誤,如限位報警、過(guò)載報警等。
(6)實時的處理方(fāng)式:試驗數據采用數(shù)據庫管理模式,能夠實時地察看數據庫記錄(lù)以及實驗結果。
(7)自動采集、控製:能夠根據用(yòng)戶的設置,自動試驗並記(jì)錄相(xiàng)應的報表。
(8)簡易的操作方式(shì):人機交互界麵采用標準的Wind0ws風格。
三(sān)、結束語
通過對杠杆式力標準機的改進,增加了蠕變試驗功能,*方麵,傳(chuán)感器企業不再需要額外購置蠕變試驗裝置,降低了傳感器企業的經營(yíng)成本,提升了傳感器的價格優(yōu)勢;另(lìng)*方麵,通過對傳感器的*密檢測(cè),保證了傳感器(qì)的生產符(fú)合(hé)標準要求,從而獲得質(zhì)量優勢(shì)。稱(chēng)重傳感器企業不斷提升自己的優勢,必定能在激烈的競爭(zhēng)環境中(zhōng)取得滿意的位置。
以上就(jiù)是用杠杆式力標準機(jī)完成傳感器蠕變試驗淺談的詳細說明,希望能幫助到您!