如何制作低溫環(huán)境下使用電阻應(yīng)變式傳感器
應(yīng)用電阻應(yīng)變片為敏感元件制成各種電阻應(yīng)變式傳感器(如測(cè)力、稱(chēng)重、位移、加速度及扭矩傳感器),其具有精度高、穩(wěn)定性好、制作簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜,以及電信號(hào)易與后續(xù)測(cè)控儀器相匹配等特點(diǎn),工業(yè)各部門(mén)中廣泛獲應(yīng)用,力學(xué)量傳感器中,電阻應(yīng)變式傳感器至今仍占有主導(dǎo)位。一般電阻應(yīng)變式傳感器都是適用于室溫(常溫)環(huán)境,使用溫度范圍為 -20~+60 ° C 或 -40~+80 ° C ,對(duì)此溫度范圍以上或以下溫度范圍傳感器,國(guó)內(nèi)外研究和公開(kāi)資料很多,而低溫電阻應(yīng)變式傳感器資料則更少。 一、制作低溫電阻應(yīng)變式傳感器應(yīng)注意若干問(wèn)題
低溫電阻應(yīng)變式傳感器基本結(jié)構(gòu)形式與同類(lèi)常溫用電阻應(yīng)變式傳感器基本相同,選材、應(yīng)用工藝等方面應(yīng)低溫應(yīng)用環(huán)境特殊性來(lái)加以選擇,通常應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。濕度傳感器探頭, ,不銹鋼電熱管 PT100傳感器, ,鑄鋁加熱器,加熱圈 流體電磁閥
1 、傳感器彈性體設(shè)計(jì)和材料選擇
低溫電阻應(yīng)變式傳感器彈性體設(shè)計(jì)準(zhǔn)則基本與各類(lèi)高溫用電阻應(yīng)變式傳感器相同。傳感器精度要求,使用壽命及輸出靈敏度等,彈性體應(yīng)變量一般控制 800~1500 m m/m 范圍內(nèi)。各種典型彈性體結(jié)構(gòu)計(jì)算式列于表 1 。
彈性體材料,要求其低溫范圍內(nèi),具有良好彈性,高抗拉強(qiáng)度,高疲勞壽命以及低溫下不發(fā)生脆性斷裂等。,一般來(lái)說(shuō)常溫用彈性體材料大都可以選用。但目前,壓力傳感器常選用不銹鋼、鋁合金、鈹青銅及殷鋼等,而引伸計(jì)等傳感器可選用鈹青銅、鈦合金等材料。
2 、低溫電阻應(yīng)變片
低溫應(yīng)變片是低溫電阻應(yīng)變式傳感器關(guān)鍵敏感元件,其性能影響著傳感器各項(xiàng)性能指標(biāo)。低溫應(yīng)變片通常是由基底、敏感柵、膠粘劑及覆蓋層等部分組成。各組成元件材料性能又直接影響著低溫應(yīng)變片基本性能。
表 1 各種典型彈性體結(jié)構(gòu)應(yīng)變計(jì)算公式