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抵抗性ロードセルの作成

抵抗性ロードセルの作成

数ブラウズ:69     著者:トランスデューサー技術。     公開された: 2017-09-14      起源:トランスデューサー技術。

デザイン
用途に応じて、タイプ(曲げ梁、柱、せん断梁など)が決定されます。使用する材料を決定する際には、荷重範囲と出力を考慮する必要があります。アルミニウムはより低い荷重範囲に使用されるが、鋼はより高い荷重に好ましい。重量計アプリケーションでは、曲げビームロードセルが使用されます。引張荷重計は、自動梱包機で引張力を測定するために使用されます。大容量のコラムまたはシェアビームロードセルは、計量ブリッジ/トラックスケールに使用されます。

ロードセル設計ソフトウェアは作業を大幅に削減します。ほとんどのソフトウェアは、ロードセルの最も重要な部分の寸法を提供しています。せん断ビームロードセルの場合、ウェブの厚さが最も重要です。列ロードセルでは、列の幅と幅が重要です。そして、両眼型ビームロードセルの場合、プロファイルの最も薄い部分の厚さ。穴の間の距離は重要です。

資材調達
資材調達には、金属(鋼鉄またはアルミニウム)、ひずみゲージ(トランスデューサークラス)、接着剤、端子、PCB、ケーブル、ベローズ、ファスナーおよびネームプレートの購入が含まれます。

ひずみゲージは用途に基づいて選択されます。線形かせん断。ひずみゲージは、3 mm、6 mmなどのさまざまなサイズがあります。ひずみゲージは、HBM、Micro-Measurements(MM)、Shinkoh、BLHなどの有名メーカーから入手できます。接着剤および端子などのマッチングアクセサリ内部配線用電線、ケーブルグランドなども調達しています。正しいカラーコード(赤、黒、白、緑、黄、青)のテフロン被覆マルチコアケーブル(4コアまたは6コア)は、適切なベンダーから入手できます。ケーブルは、連続性とコア内のストランドの品質についてテストする必要があります。ストランドは銀コーティングされており、柔軟性がある必要があります。

材料の無駄が少なくなるように、正しい断面(円形、正方形、長方形)の合金が選択されます。ほとんどの製造業者は鋼鉄荷重計のためにEN24の円形セクションを使用することを好みます。次のステップは、評判の高い試験サービスプロバイダーからの金属の化学組成と内部亀裂の試験(超音波試験)です。業界標準に準拠していない合金は拒否されます。内部亀裂を有する材料もロードセル製造に使用することができない。

機械加工および熱処理
素材を必要な形に加工することは細心の注意を払って行われます。一般的に使用される機械は、成形機、フライス盤、旋盤、カラム掘削機および平面研削盤です。機械は良好な作業条件にあり、正確な寸法を作り出すことができなければなりません。プロセス中の過度の加熱を避けるために、すべての段階で正しい冷却剤が使用されます。高さゲージ、デジタルバーニア、デプスゲージ、マイクロメータなどの精密測定機器を使用して、寸法を1ミクロンの精度であらゆる段階でチェックします。プロセス中の材料(鋼)は酸化を避けるために油をさされています。表面研削は機械加工の最後の段階であり、硬化工程の後に行われます。

鉄鋼要素だけが熱処理プラントで硬化の過程を経る。要素をゆっくりと高温に加熱しそして油浴中で急速に冷却し、続いて水浴中でさらに冷却する。ハーネスはロックウェル硬度計でテストされています。硬さの値はHRC 40から45の間でなければなりません。値が45より小さければ要素を再び硬化させる必要があります、または値が45より大きければ要素は柔らかくなります。鋼のいくつかのバッチは要求された値に固まることに失敗します、そのような場合には要素は拒絶されなければなりません。

平面研削は2つの目的を達成する。正確な寸法と滑らかな表面仕上げ。プロセスで除去された材料は通常数ミクロンです。要素はバリ取りの最後のラウンドを経て、次の段階に備えます。

電気メッキ
亜鉛メッキは、初期の頃にはよく使われていました。しかし、過去20年間で無電解ニッケルは、優れた保護を提供し、また要素を美的にも良好にするので、好ましい保護コーティングである。要素は、表面仕上げを改善するためにバフ研磨と呼ばれるプロセスを経ます。その後、それを洗浄し、化学薬品ですすいでグリースやその他の物質を取り除きます。ニッケルが元素に付着する特定の期間、元素を化学浴に浸したままにします。最後のステップは、美観を高めるために行われる研磨です。

接着ひずみゲージと内部配線
これはロードセル製造の重要な段階です。エレメント上で、ひずみゲージを固定する表面は、円を描くように回転するようにして研磨することによって準備されます。ハイトゲージとサーフェスプレートを使用して、エレメントの反対側のひずみゲージの正確な位置を示すために十字線が描画されます。ひずみゲージ表面は、トリクロロエチレン(TCE)やアセトンなどの化学薬品を使って徹底的に清掃されます。 TCEが多くの国で禁止されて以来、代替化学物質がTCEの代わりに使用されています。

エレメントにグリースやその他の不純物が含まれなくなったら、十字線に接着剤を塗布します(ひずみゲージが占めるおおよその面積に合わせます)。接着剤はひずみゲージやはんだ付け端子の底面にも塗布され、数分間静置されます。ちょうどいい量を適用することが重要です。

顕微鏡下では、ひずみゲージは印を十字線に合わせることによって配置され、次にそれを定位置に保持するようにテープで固定される。使用される接着テープは、250℃の範囲の温度に約2時間耐えることができる特別な品質のものである。ひずみゲージが所定の位置にあると、圧力パッドとクランプが固定されます。これは動きを阻止し、ひずみゲージとの間の接着剤の厚さを均一に保つためにも行われます。素子。クランプを所定の位置に配置した状態で、要素を電気オーブン(送風機付き)に入れ、約1時間にわたって約180度に加熱する。このプロセスは通常、硬化として知られています。熱処理の温度と時間は使用する接着剤によって異なります。要素は室温に冷却するのに約12時間を必要とし、自然に起こるはずです。硬化後、クランプと粘着テープを取り除きます。これらの要素は後硬化と呼ばれる別のラウンドの熱処理を受ける。これは、スターリンゲージと接着剤を脱衣するために行われました。

次のステップでは、ひずみゲージの端子をはんだタブにはんだ付けし、ワイヤーを固定してひずみゲージがWheatstone Bridge構成になるように回路を作成します。この作業には、特殊なはんだチップを使用したハイエンドはんだ付けステーション(温度制御)が使用されます。内部配線は、マルチコアケーブルが接続されている小さなPCBで終端します。この段階で、私達は働くロードセルを持っています。基本的なテストが行​​われました。 10V DC(または12V DC)が印加された場合、最小カウント0.1Vのマルチメータを使用して測定し、無負荷またはゼロ出力が記録されます。出力が正であるかどうかを確認するために、正しい方向に荷重がかけられます。理想的には、無負荷は-0.25 mVに調整されます。

温度補正
ロードセルは、0〜60℃の指定された温度範囲で一貫して動作する必要があります。それを達成するために、ロードセルは0〜60℃で6〜12時間研究されます。出力の違いに基づいて、特殊な合金で作られたある長さのワイヤが回路に導入されて温度の影響に対抗します。 2回目の温度試験は、ロードセルの挙動が範囲、すなわち0℃〜60℃の間で一定であることを保証するために行われる。ひずみゲージ技術の最近の発展により、自己補償ひずみゲージはロードセル製造の一段階を排除しました。ただし、品質を重視する企業は、さまざまな温度でロードセルの動作をチェックします。

負荷テストと校正
この段階では、ロードセルはフルスケール出力、再現性、直線性、クリープ、ヒステリシスなど、数多くのテストを受けます。ロードセルの出力は定格負荷で20mV(または仕様に応じて10mV、30mV)に調整されています。ロードセルは、定格荷重の150%に耐えることを確認するために過負荷試験も受けます。

再現性試験:ロードセルは、実荷重(および部分荷重も)試験回数を受け、荷重が発生するたびに出力が記録されます。出力は要求された精度レベル内であるべきです。

直線性テスト:ロードセルはインクリメンタル& Aを受けます。デクリメントロードと出力はすべてのインスタンスで記録されます。負荷対出力のグラフは直線になります。

クリープ試験:ロードセルは長期間、例えば1時間フルスケールで負荷され、出力が観察される。理想的には、出力は増減しません。

ハーメチックシール
これがロードセルが防塵、防湿、防水になる最終段階です。いくつかのローエンドロードセルは、コスト上の理由から気密封止されていません。より大きなロードセル(より高い容量)は追加の保護を提供するためにエポキシ塗料でコーティングされています。ロードセルを再度テストして、外側カバーまたはベローズが荷重挙動に影響を与えていないことを確認します。

すべてのロードセルには、ロードセルのシリアル番号、製造年月日、ケーブルの色分け、外形寸法、および励起電圧などの電気的パラメータ、入力値、入力番号などのデータシートが付属しています。出力インピーダンス、無負荷出力、定格容量、フルスケール出力、感度など


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