影響壓力傳感器穩(wěn)定性的因素

　　壓力傳感器，顧名思義，用于監(jiān)測(cè)壓力值高低的采集設(shè)備，用途廣泛，具備高靈敏度、寬壓供電、過壓保護(hù)、溫度自補(bǔ)償、防水防塵等特性，在測(cè)量精度、穩(wěn)定性上，有不少因素是對(duì)有不同程度上的影響。

　　1、體系結(jié)構(gòu)

　　彈性元件、外殼膜片、上壓頭、下壓墊的設(shè)計(jì)，在結(jié)構(gòu)上需具備不產(chǎn)生性能波動(dòng)，或性能波動(dòng)很小。盡量做到應(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)避免載荷支撐點(diǎn)的位移等。

　　2、彈性元件材料

　　彈性元件的金屬材料對(duì)壓力傳感器的綜合性能和穩(wěn)定性起關(guān)鍵作用。應(yīng)選擇強(qiáng)度極限高、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。特別重視彈性模量隨時(shí)間的穩(wěn)定性，要求在使用壽命期間內(nèi)材料的彈性模具不發(fā)生變化。

　　3、機(jī)械加工與熱處理工藝

　　彈性元件在機(jī)械加工過程中，與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)制定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。

　　4、電阻應(yīng)變計(jì)與應(yīng)變粘結(jié)劑

　　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?yōu)?000x 10-6時(shí)疲勞壽命可達(dá)108，電阻值偏差小，批次質(zhì)量均等。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。

　　薄膠層需要更大的應(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。

　　5、制造工藝流程

　　應(yīng)變式壓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，人為因素對(duì)壓力傳感器的質(zhì)量影響較大。因此必須制定科學(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。

　　6、電路補(bǔ)償與調(diào)整

　　應(yīng)變式壓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)部不可避免地產(chǎn)生缺陷和外界環(huán)境條件的影響， 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，提高壓力傳感器本身的穩(wěn)定性和對(duì)外部環(huán)境條件的穩(wěn)定性

　　7、防護(hù)與密封

　　防護(hù)與密封是壓力傳感器制造工藝流程中的重要工序，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，會(huì)因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)漂移和輸出無規(guī)律變化，直至傳感器失效。

　　8、穩(wěn)定性處理

　　提高壓力傳感器的穩(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)，盡量多地釋放殘余應(yīng)力使其性能波動(dòng)減至最小。