彈性元件所用金屬材料特性對(duì)稱(chēng)重傳感器性能的影響,主要是材料的彈性模量、滯彈性效應(yīng)和熱彈性效應(yīng)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(wěn)定性和溫度系數(shù),直接影響稱(chēng)重傳感器的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。通常人們都認(rèn)為金屬材料在比例極限內(nèi),彈性模量 e 為常數(shù),這是不嚴(yán)格的。實(shí)際上,僅僅是在一定范圍內(nèi)彈性模量才比較接近常數(shù)。對(duì)金屬材料采用不同的熱處理規(guī)范,彈性模量為常數(shù)的應(yīng)變范圍也不同。生產(chǎn)實(shí)踐證明,我國(guó)稱(chēng)重傳感器制造企業(yè)應(yīng)用較多的中碳合金鋼 40crnimoa,經(jīng)過(guò)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(wěn)定性,接近于常數(shù)。絕大多數(shù)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(guān)系上,要求彈性模量隨溫度變化時(shí)既要比較線性,又要非常穩(wěn)定,這樣有利于稱(chēng)重傳感器靈敏度溫度補(bǔ)償。在動(dòng)態(tài)稱(chēng)重狀態(tài)下使用的稱(chēng)重傳感器,還要求在振動(dòng)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(yīng)的影響所謂滯彈性,就是金屬材料在彈性變形范圍內(nèi),同時(shí)伴隨有微塑變形,使應(yīng)力與應(yīng)變之間不遵循虎克定律,而產(chǎn)生非線性誤差。其表現(xiàn)形式較多,主要有彈性滯后、彈性后效(蠕變)、應(yīng)力松弛等。
3. 金屬材料熱彈性效應(yīng)的影響金屬材料的熱彈性效應(yīng)主要來(lái)源于彈性模量 e 的溫度系數(shù)、頻率溫度系數(shù)和線膨脹系數(shù)
綜上所述,金屬材料的熱彈性效應(yīng)對(duì)稱(chēng)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(chēng)重傳感器的彈性元件。