壓力傳感器可以很好的反映液壓系統(tǒng)內(nèi)部壓力：對(duì)于大型、小型拉力試驗(yàn)機(jī)的選型過(guò)程中，往往起決定性作用的是力值傳感器，那麼，在儀器行業(yè)中，大家一直爭(zhēng)論不休，液壓試驗(yàn)機(jī)是采用那種傳感器好，測(cè)力系統(tǒng)的關(guān)鍵元件之一傳感器到底采用負(fù)荷(力)傳感器？對(duì)于這一問(wèn)題大家各執(zhí)一詞，今天科準(zhǔn)測(cè)控小編就簡(jiǎn)單幫大家總結(jié)一下關(guān)于力值傳感器的選擇。
首先，讓我假設(shè)讀者有一些力學(xué)方面的知識(shí)，并且對(duì)下面的萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)有一些印象(這就是本文的例子)。而且，不管是對(duì)于一個(gè)壓力傳感器的測(cè)力計(jì)或力敏傳感器測(cè)力一樣重要，我們首先假定這兩個(gè)因素也是最理想的，所以我先假定這兩個(gè)因素是最理想的，所以同時(shí)忽略這個(gè)問(wèn)題，不在本文中討論。其主要影響因素為：①信號(hào)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(hào)反映作用于傳感器的力值。作為應(yīng)用實(shí)例，大多數(shù)情況下，在工作活塞與工作臺(tái)之間安裝傳感器，大多數(shù)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(chǔ)，活塞不升感應(yīng)器主要受臺(tái)板、立柱、上橫梁等結(jié)構(gòu)本身的重力作用，使其保持恒定。隨著活塞上升，試驗(yàn)機(jī)開始工作，傳感器就會(huì)受到框架自重G0(通常在顯示讀數(shù)之前通過(guò)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(gè)力的作用。fk是一種非線性力，但是由于fk相對(duì)于F較小，所以當(dāng)量程不小時(shí)，它可以被精確地忽略。因此，在微型計(jì)算機(jī)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(tǒng)內(nèi)部的壓力，根據(jù)實(shí)踐原理，該壓力強(qiáng)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(duì)于每臺(tái)試驗(yàn)機(jī)來(lái)說(shuō)，都是一個(gè)常數(shù)，即F′=P.K。在這個(gè)時(shí)候，樣品受力F0=F′-G0-fk-fH。在這些因素中，fH是活塞和油缸內(nèi)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(guān)。因此，相對(duì)于力傳感器，采用壓強(qiáng)傳感器的力測(cè)量系統(tǒng)，要把壓力傳感器轉(zhuǎn)換成顯示給使用者的力值，除了忽略機(jī)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(shù)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(gè)結(jié)論，要使壓強(qiáng)傳感器測(cè)力系統(tǒng)的性能與力傳感器的測(cè)力系統(tǒng)一樣好，就必須使其足夠小。
fH值能不能夠小？答案是肯定的。將近一百多年前，德國(guó)人開始制造上裝式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，并應(yīng)用動(dòng)擺力機(jī)構(gòu)，這一問(wèn)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(lái)實(shí)現(xiàn)密封和潤(rùn)滑。這就是說(shuō)，既要使油缸活塞之間始終存在一層油膜，又不能讓壓強(qiáng)達(dá)到25MPa的油從此處漏出?？梢韵胂笠幌拢?dāng)氣缸和活塞表面本身已經(jīng)很光滑(鏡面)，并且有干凈的油膜在潤(rùn)滑時(shí)，它的摩擦毫無(wú)疑問(wèn)是足夠小的。這種方法還有一個(gè)好處，①永遠(yuǎn)不需要更換密封環(huán)，②油缸活塞幾乎不需要更換。舉例來(lái)說(shuō)，我們公司使用的一臺(tái)300kN鑄件內(nèi)部質(zhì)量控制測(cè)試機(jī)是70年代生產(chǎn)的，至今仍然正常工作。
讓壓力數(shù)值變小容易嗎？不同廠商對(duì)此問(wèn)題的回答會(huì)有所不同。毫無(wú)疑問(wèn)，需要一些專用設(shè)備，如珩磨機(jī)、磨床等，更重要的是需要有熟練的檢驗(yàn)人員。對(duì)直徑達(dá)幾百毫米的缸體活塞，其測(cè)量誤差不得超過(guò)0.01毫米，即以手工方式進(jìn)行數(shù)萬(wàn)分之一的分辨率測(cè)量，這個(gè)時(shí)候不但要求測(cè)量設(shè)備的精度要足夠，而且操作人員要穩(wěn)重、穩(wěn)重。另外，經(jīng)過(guò)測(cè)量，也不能保證每個(gè)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(shí)無(wú)法匹配的氣缸或活塞。與此同時(shí)，由于油缸活塞在車削、磨削等加工過(guò)程中積累了內(nèi)應(yīng)力，引起微小變形，因此，這些半成品無(wú)法立即精加工成成品，而必須保存三個(gè)月或更長(zhǎng)時(shí)間，待內(nèi)部應(yīng)力釋放完畢、變形穩(wěn)定后才能進(jìn)行精加工和測(cè)量。因此，在油缸活塞生產(chǎn)過(guò)程中需要保持相當(dāng)數(shù)量的成品和半成品，造成了一定的資金積壓和場(chǎng)地占用。以上幾個(gè)必要條件，有些是無(wú)法一蹴而就的，因此，對(duì)于試驗(yàn)機(jī)行業(yè)本身具有黃金加工能力的老廠來(lái)說(shuō)，做到這一點(diǎn)并不難；對(duì)于試驗(yàn)機(jī)行業(yè)來(lái)說(shuō)，也許是需要依賴于試驗(yàn)設(shè)備的試驗(yàn)設(shè)備。
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