
在材料保压试验、压装保压工位、静态载荷监测、称重测力系统当中,传感器承受恒定载荷条件下,输出力值随时间缓慢发生变化,该现象就是行业所说的蠕变。蠕变表现为载荷保持不变,读数缓慢向上或者向下偏移,保压时间越久偏移越明显。蠕变指标不合格,会造成保压阶段力值持续漂移,试验数据失真,设备保压控制出现偏差,给生产和检测带来困扰。蠕变属于应变式测力传感器客观存在的物理现象,无法做到完全消除,但可以通过原材料选择、弹性体加工、时效处理、应变片选型、变送器补偿算法,把蠕变控制在合理区间。东莞南力测力传感器从生产全流程入手,多维度管控蠕变指标,适配各类长时间静态保压工况。

蠕变产生的主要来源分为金属弹性体本身蠕变、应变片基底蠕变、粘接胶层蠕变三大方面。金属材料在持续承受应力状态下,金属晶格会发生缓慢微观滑移,即使外部载荷不发生改变,弹性体形变会出现微小变化,直接反映为力值输出变化;应变片基底材料、粘贴应变片的粘接胶体,长期处在受力状态,同样会发生缓慢形变,叠加形成整体蠕变误差。载荷越大,保压时间越长,蠕变带来的读数偏移就会更加明显。很多用户在短时间加载测试时,看不出明显异常,一旦开展数十秒甚至数分钟保压测试,就会发现读数持续漂移。
原材料是控制蠕变的基础,东莞南力测力传感器弹性体选用合金材质,对原材料金相组织开展筛查,筛选晶粒均匀、内部缺陷少的坯料,从源头降低金属本体蠕变倾向。弹性体完成切削加工之后,开展多道时效处理,包含高低温循环时效、恒载荷蠕变预时效工艺。在出厂之前,对半成品施加额定载荷,持续保持一定时间,加速材料、胶层、应变片的蠕变释放,把大部分蠕变过程在工厂内部完成,减少客户现场使用过程当中的蠕变量。该工序会增加生产周期,但是对于保压类工况产品稳定性提升作用明显。

应变片与粘接工艺同样对蠕变影响显著。东莞南力测力传感器选用适配测力场景的应变片,搭配专用高温固化粘接胶,严格管控贴片、固化工艺参数,保证胶层厚度均匀,固化充分,减少胶体后期缓慢形变带来的蠕变。贴片完成之后,再次开展载荷老化筛选,淘汰蠕变表现超出管控范围的半成品,不让不合格产品流入下一道工序。
仅仅依靠硬件工艺还不足以完全抵消残余蠕变,东莞南力配套变送器内部搭载蠕变补偿算法模型。产品在标定阶段采集不同载荷、不同保压时长下的输出变化数据,将补偿参数写入变送器。当传感器长时间承受恒定载荷,变送器依据时间与载荷参数,对输出信号做动态修正,进一步削弱蠕变带来的读数漂移,提升保压工况下力值稳定性。该补偿可以改善输出表现,但不能抵消超量程、长期过载带来的不可逆材料形变,选型依旧需要控制实际载荷区间。
在项目选型阶段,用户需要结合自身保压时长,和厂家说明工况条件。短时间瞬时加载工况,蠕变带来的影响有限;如果工艺存在数十秒以上保压环节,需要向东莞南力技术人员说明,优先选用经过蠕变专项管控的产品版本。同时使用过程当中,尽量避免传感器长期承受接近满量程的载荷,长期高载荷会放大蠕变效应,建议将持续静态载荷控制在量程 70% 以内。
很多现场问题,会和蠕变现象表现相似,比如工装应力释放、机架形变、接线接触不良、温度变化带来温漂,运维人员需要做好区分,不要把其他因素带来的漂移全部归为传感器蠕变。可以通过空载对照试验,区分漂移来源,开展针对性排查整改。
蠕变是衡量测力传感器静态工况适配能力的重要指标,尤其对于材料试验、保压装配类设备意义重大。东莞南力测力传感器与变送器依托材料、时效工艺、算法补偿多重手段,将蠕变指标控制在合理范围,帮助设备在静态保压场景下获得稳定可信的力值数据,满足试验检测与工业生产的实际需要
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