彈性元件所用金屬材料特性對稱重傳感器性能的影響,主要是材料的彈性模量、滯彈性效應和熱彈性效應的影響。
1. 金屬材料彈性模量的影響彈性元件金屬材料彈性模量的穩定性和溫度系數,直接影響稱重傳感器的準確度和穩定性。通常人們都認為金屬材料在比例極限內,彈性模量 E 為常數,這是不嚴格的。實際上,僅僅是在一定范圍內彈性模量才比較接近常數。對金屬材料采用不同的熱處理規范,彈性模量為常數的應變范圍也不同。生產實踐證明,我國稱重傳感器制造企業應用較多的中碳合金鋼 40CrNiMoA,經過淬火和回火處理后,其硬度在 HRC39 左右;35CrMnSiA 的硬度在 HRC42 左右,彈性模量的穩定性,接近于常數。絕大多數金屬材料的彈性模量都隨著溫度的升高而降低,在彈性模量與溫度的關系上,要求彈性模量隨溫度變化時既要比較線性,又要非常穩定,這樣有利于稱重傳感器靈敏度溫度補償。在動態稱重狀態下使用的稱重傳感器,還要求在振動和沖擊情況下,彈性元件材料的彈性模量不改變或改變很小。為此盡量選用彈性模量 E 與密度 ρ 的乘積 Eρ 較小的金屬材料。
2. 金屬材料滯彈性效應的影響所謂滯彈性,就是金屬材料在彈性變形范圍內,同時伴隨有微塑變形,使應力與應變之間不遵循虎克定律,而產生非線性誤差。其表現形式較多,主要有彈性滯后、彈性后效(蠕變)、應力松弛等。
3. 金屬材料熱彈性效應的影響金屬材料的熱彈性效應主要來源于彈性模量 E 的溫度系數、頻率溫度系數和線膨脹系數
綜上所述,金屬材料的熱彈性效應對稱重傳感器的溫度特性影響較大,一定要選用 βE、βf 低的金屬材料制造稱重傳感器的彈性元件。
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