壓力傳感器可以很好的反映液壓系統內部壓力:對于大型、小型拉力試驗機的選型過程中,往往起決定性作用的是力值傳感器,那麼,在儀器行業中,大家一直爭論不休,液壓試驗機是采用那種傳感器好,測力系統的關鍵元件之一傳感器到底采用負荷(力)傳感器?對于這一問題大家各執一詞,今天科準測控小編就簡單幫大家總結一下關于力值傳感器的選擇。
首先,讓我假設讀者有一些力學方面的知識,并且對下面的萬能試驗機有一些印象(這就是本文的例子)。而且,不管是對于一個壓力傳感器的測力計或力敏傳感器測力一樣重要,我們首先假定這兩個因素也是最理想的,所以我先假定這兩個因素是最理想的,所以同時忽略這個問題,不在本文中討論。其主要影響因素為:①信號放性能以上、下鉗口中心線和活塞中心線重合,二次提升絲桿中心線與活塞中心線處于同一平面。
大家都知道,力傳感器輸出的電信號反映作用于傳感器的力值。作為應用實例,大多數情況下,在工作活塞與工作臺之間安裝傳感器,大多數情況下都使用了輪輻式傳感裝置,精度高于0.3‰。以此為基礎,活塞不升感應器主要受臺板、立柱、上橫梁等結構本身的重力作用,使其保持恒定。隨著活塞上升,試驗機開始工作,傳感器就會受到框架自重G0(通常在顯示讀數之前通過清零消除)、試件受到的拉力F0、吊架和吊架之間的摩擦fk三個力的作用。fk是一種非線性力,但是由于fk相對于F較小,所以當量程不小時,它可以被精確地忽略。因此,在微型計算機上顯示的試樣受力F0等于傳感器所受力F,即F0=F。
壓力傳感器反映的是液壓系統內部的壓力,根據實踐原理,該壓力強度與工作活塞面積相乘,也就是工作活塞所受的力F′,而活塞面積對于每臺試驗機來說,都是一個常數,即F′=P.K。在這個時候,樣品受力F0=F′-G0-fk-fH。在這些因素中,fH是活塞和油缸內壁之間的摩擦力,其大小與活塞制造工藝、配合精度、密封方式有關。因此,相對于力傳感器,采用壓強傳感器的力測量系統,要把壓力傳感器轉換成顯示給使用者的力值,除了忽略機架和絲桿之間的摩擦fH外,還要考慮油缸活塞之間的摩擦力。如果fH值不夠,或fH值變化較大,則總摩擦系數f=fk+fH值并不容易被忽略,特別是在低端量程更容易造成超差。因此,我們可以得出一個結論,要使壓強傳感器測力系統的性能與力傳感器的測力系統一樣好,就必須使其足夠小。
fH值能不能夠???答案是肯定的。將近一百多年前,德國人開始制造上裝式萬能試驗機,并應用動擺力機構,這一問題已部分得到解決。解決方法是精確控制油缸、活塞的形狀、大小、配合和表面光潔度,不采用任何形式的密封圈,靠控制缸套之間的間隙來實現密封和潤滑。這就是說,既要使油缸活塞之間始終存在一層油膜,又不能讓壓強達到25MPa的油從此處漏出。可以想象一下,當氣缸和活塞表面本身已經很光滑(鏡面),并且有干凈的油膜在潤滑時,它的摩擦毫無疑問是足夠小的。這種方法還有一個好處,①永遠不需要更換密封環,②油缸活塞幾乎不需要更換。舉例來說,我們公司使用的一臺300kN鑄件內部質量控制測試機是70年代生產的,至今仍然正常工作。
讓壓力數值變小容易嗎?不同廠商對此問題的回答會有所不同。毫無疑問,需要一些專用設備,如珩磨機、磨床等,更重要的是需要有熟練的檢驗人員。對直徑達幾百毫米的缸體活塞,其測量誤差不得超過0.01毫米,即以手工方式進行數萬分之一的分辨率測量,這個時候不但要求測量設備的精度要足夠,而且操作人員要穩重、穩重。另外,經過測量,也不能保證每個氣缸或活塞都可以在同一批中找到自己的另一半,所以要存下暫時無法匹配的氣缸或活塞。與此同時,由于油缸活塞在車削、磨削等加工過程中積累了內應力,引起微小變形,因此,這些半成品無法立即精加工成成品,而必須保存三個月或更長時間,待內部應力釋放完畢、變形穩定后才能進行精加工和測量。因此,在油缸活塞生產過程中需要保持相當數量的成品和半成品,造成了一定的資金積壓和場地占用。以上幾個必要條件,有些是無法一蹴而就的,因此,對于試驗機行業本身具有黃金加工能力的老廠來說,做到這一點并不難;對于試驗機行業來說,也許是需要依賴于試驗設備的試驗設備。
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