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用于低温环境下工作的电阻应变式压力传感器材

发表于:2017年05月18日 浏览量:

导读:     用于低温环境下工作的电阻应变式压力传感器材    用于低温环境下工作的电阻应变式传感器基本结构形式与同类常温用的电阻应变式传感器基本相同,但是传感器的选材、应用工艺等方面应低温应用环境特殊性来加以选择...

        用于低温环境下工作的电阻应变式压力传感器材


       用于低温环境下工作的电阻应变式传感器基本结构形式与同类常温用的电阻应变式传感器基本相同,但是传感器的选材、应用工艺等方面应低温应用环境特殊性来加以选择,主要在于以下几个方面:


传感器弹性体设计和材料选择


  低温电阻应变式传感器弹性体设计准则基本与各类高温用电阻应变式传感器相同。传感器精度要求,使用寿命及输出灵敏度等,弹性体应变量一般控制 800到1500 m m/m 范围内。传感器弹性体材料,要求在低温条件下,具有良好弹性,高抗拉强度,高疲劳寿命以及不发生脆性断裂等等。,一般来说常温用弹性体材料大都可以选用。但目前,压力传感器常选用不锈钢、铝合金、铍青铜及殷钢等,而引伸计等传感器可选用铍青铜、钛合金等材料。


低温电阻应变片


  低温应变片是低温电阻应变式压力传感器关键敏感元件,其性能影响着压力传感器各项性能指标。低温应变片通常是由基底、敏感栅、胶粘剂及覆盖层等部分组成。各组成元件材料性能又直接影响着低温应变片基本性能。


  电阻应变式压力传感器是由胶粘剂粘贴传感器弹性体上,当外力作用下,弹性体发生变形时,弹性体变形胶粘剂层传递到敏感栅上,引起敏感栅材料电阻发生变化,其电阻变化值与弹性体所受外力之间是呈线性关系,测量电阻变化值即可知弹性体所受外力。传感器实际工作时,弹性体受到外力作用,与此同时还受到环境温度变化影响,应变片受温度变化引起虚假输出通常称为热输出,其值与应变片敏感栅材料电阻温度系数、灵敏系数、线膨胀系数、弹性体材料线膨胀系数以及温度变化等有关。对于传感器来说,通常都要求所用应变片热输出值小,这样才能保证精度和稳定性。


低温胶粘剂和防护剂


  胶粘剂和防护剂对低温电阻应变式传感器性能有直接关系。特别是胶粘剂,它对压力传感器尤为重要。大量试验证明:


  (1)低温应变片基底材料,一般都采用聚酰亚胺膜是以玻璃纤维增强环氧 - 酚醛胶膜为宜,这些材料低温下收缩率小,柔性好,与胶粘剂之间粘合效果也好。


  (2)粘贴应变片胶粘剂一般都采用热固性型胶粘剂如聚酰亚胺、改性环氧 - 酚醛胶。这类胶粘剂贴片后,经加压回热固化及后固化处理后,胶层具有很高粘结强度,电绝缘性能好,传感器蠕变、滞后及零漂小,传感器稳定性也好。


    (3)低温下防护剂对提高压力传感器稳定性有极重要作用。压力传感器应用场合,弹性体表面应变片温度由室温逐渐致冷介质注入而降低。弹性体冷却过程中,将空气中微量水分吸附弹性体表面,形成白霜。当传感器经受周期性温度变化时,应变片表面白霜熔化成水分,使应变片、胶粘剂吸收水分而使绝缘电阻发生变化(降低),引起传感器零漂,蠕变、滞后增大,严重时会使传感器失效。


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