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談?wù)動(dòng)?jì)價(jià)秤傳感器的質(zhì)量控制

   2013年07月05日 10:09  
  關(guān)鍵字:電子計(jì)價(jià)秤,計(jì)價(jià)秤傳感器,溫度性能,質(zhì)量管理
  
  一、前言
  
  1998年到2003年,國(guó)家質(zhì)檢總局對(duì)電子計(jì)價(jià)秤產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行了6次國(guó)家監(jiān)督抽查,合格率一直徘徊在50%左右,其中絕大部分是稱重傳感器溫度性能不合格。由于計(jì)價(jià)秤傳感器價(jià)值量偏低,受計(jì)價(jià)秤產(chǎn)品成本的影響,生產(chǎn)廠家竟相壓低成本,使得傳感器的產(chǎn)品質(zhì)量下降,zui終導(dǎo)致電子計(jì)價(jià)秤的產(chǎn)品質(zhì)量不符合要求,損害消費(fèi)者利益。要提高電子計(jì)價(jià)秤的產(chǎn)品質(zhì)量,首先要抓好計(jì)價(jià)秤傳感器的質(zhì)量,zui重要的是要抓好傳感器的溫度性能。等效采用OIMLR60建議的新國(guó)標(biāo)GB7551-1997《稱重傳感器》,對(duì)于傳感器的性能評(píng)價(jià)有了詳細(xì)的要求,“必須認(rèn)識(shí)到稱重傳感器可能具有小的非線性、滯后誤差和適中的溫度誤差;或者恰好相反,可能具有適中的非線性、滯后誤差和小的溫度誤差"。所以使用了允許總誤差帶作為限制因素。另一方面,傳感器的質(zhì)量是由使用的各種原材料的質(zhì)量、工藝因素、質(zhì)量管理等多方面原因決定的,解決了技術(shù)問(wèn)題,在管理上沒(méi)有下工夫,仍然不能獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品,尤其是在批量生產(chǎn)的條件下,管理方面小的失誤,就可能造成生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)大量的損失。稱重傳感器的生產(chǎn)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,只有將技術(shù)與質(zhì)量管理有效的結(jié)合,才能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。
  
  二、影響計(jì)價(jià)秤傳感器質(zhì)量的幾個(gè)因素
  
  總結(jié)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)中的經(jīng)驗(yàn),在傳感器的生產(chǎn)中,一般要考慮如下的因素:
  
  1、應(yīng)變計(jì):包括基底(膠)材料,金屬箔材,結(jié)構(gòu)(有無(wú)蓋膜,絲柵尺寸),級(jí)別,測(cè)試方法,出廠標(biāo)準(zhǔn)等;
  
  2、貼片膠:包括品牌,品質(zhì),材料性質(zhì),使用期限,使用方法,是否易于工藝控制等;
  
  3、彈性體:包括材質(zhì),批次的同一性,化學(xué)成分,熱處理狀態(tài),機(jī)械性能,加工精度等;
  
  4、貼片及裝配工藝:包括夾具設(shè)計(jì),壓力,膠塊尺寸,壓力施加的穩(wěn)定性,固化溫度,焊點(diǎn)質(zhì)量,電纜線的質(zhì)量等;
  
  5、防潮措施:主要是防潮材料的性能,防潮工藝,材料的耐侯性能等;
  
  6、應(yīng)變計(jì)與彈性體蠕變匹配:應(yīng)變計(jì)、彈性體生產(chǎn)批號(hào)的變更,會(huì)影響傳感器的蠕變性能,所以,要進(jìn)行傳感器的蠕變匹配;
  
  7、傳感器的溫度補(bǔ)償:包括零點(diǎn)溫度和靈敏度溫度補(bǔ)償。這個(gè)工序決定了傳感器的準(zhǔn)確度。在按照新國(guó)標(biāo)的要求對(duì)傳感器進(jìn)行的評(píng)價(jià)時(shí),高低溫性能尤其重要。
  
  8、傳感器的安裝:螺絲的材質(zhì)和夾緊力,彈性體和安裝面的平整程度,有無(wú)毛刺;安裝面材質(zhì)的影響:不銹鋼,電鍍鋼材,鑄鋁,鑄鐵等,由于結(jié)合面摩擦力的不同,對(duì)傳感器溫度性能的影響;
  
  9、四角誤差的調(diào)整:四角調(diào)整工裝與秤臺(tái)的安裝位置關(guān)系,調(diào)整量對(duì)零點(diǎn)的影響,四角的精度等。
  
  三、對(duì)上述影響因素的控制是保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提
  
  計(jì)價(jià)秤傳感器的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,電路也不復(fù)雜,在質(zhì)量控制中,關(guān)鍵是抓好重點(diǎn)環(huán)節(jié)。
  
  1、關(guān)于應(yīng)變計(jì)、貼片膠、彈性體的質(zhì)量控制
  
  一般來(lái)說(shuō),這三種材料是做好傳感器的基礎(chǔ),是前提條件,基礎(chǔ)做不好,就不可能有好的質(zhì)量。所以,要選擇有質(zhì)量信譽(yù)的生產(chǎn)廠家,一般是大公司,如生產(chǎn)規(guī)模較大或銷售額較大的公司。由于材料批號(hào)的變更會(huì)導(dǎo)致應(yīng)變計(jì)與彈性體性能不匹配,造成傳感器性能不合格,而工藝的調(diào)整和控制,牽涉到彈性體尺寸、補(bǔ)償電阻阻值等一系列的問(wèn)題,故對(duì)基礎(chǔ)材料,要嚴(yán)格的選擇和控制。通過(guò)對(duì)生產(chǎn)廠家質(zhì)量管理的了解,試用中對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的考核,批次生產(chǎn)中對(duì)質(zhì)量問(wèn)題的控制處理等,嚴(yán)格的篩選應(yīng)變計(jì)、貼片膠、彈性體材料。對(duì)這些問(wèn)題,研究和探討的技術(shù)論文較多,推薦的產(chǎn)品也很多,可供參考。
  
  2、貼片和固化工藝
  
  這是制做一個(gè)高品質(zhì)傳感器的關(guān)鍵,決定了傳感器的質(zhì)量。傳感器生產(chǎn)廠家都知道它的重要性,但各家采取的方法卻有所不同。關(guān)鍵在于嚴(yán)細(xì)程度。一是環(huán)境要清潔;二是操作者自身要作好清潔防護(hù),如:不能化妝,防止油性物質(zhì)污染彈性體;戴好口罩,手套等,防止人的唾液濺到應(yīng)變計(jì)上;三是膠水的使用要嚴(yán)格按照說(shuō)明書的要求執(zhí)行,如配膠方法,儲(chǔ)存條件,使用注意事項(xiàng),固化溫度及時(shí)間,壓力,失效期等;四是彈性體要清潔,貼片部位要擦拭干凈,不能有油脂、污物、砂粒等,影響膠粘質(zhì)量;五是應(yīng)變計(jì)的粘貼和固定要準(zhǔn)確,粘貼中不能損傷到應(yīng)變計(jì)的絲柵,不要偏離定位尺寸,應(yīng)變計(jì)不能產(chǎn)生滑移;六是要防止貼片膠在連續(xù)使用中受到污染;七是夾具的施壓應(yīng)準(zhǔn)確,符合設(shè)計(jì)要求,不能對(duì)應(yīng)變計(jì)產(chǎn)生橫向力,高溫固化時(shí)不能產(chǎn)生熱松弛;八是固化溫度和保溫時(shí)間要適當(dāng),符合膠粘劑的固化溫度要求;另外,耐溫橡膠塊的尺寸大小,厚度,硬度等,都會(huì)對(duì)應(yīng)變計(jì)的粘貼性能造成影響。還有一些影響因素,如操作的方式,操作者的細(xì)心程度,涂膠的尺寸等,都需要貼片人員在實(shí)踐中摸索和掌握。
  
  3、防潮措施
  
  防潮措施是保證傳感器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性的一項(xiàng)措施。計(jì)價(jià)秤傳感器在潮濕的環(huán)境中使用時(shí),若秤的密封性能不好,會(huì)使傳感器受到濕熱的影響,使應(yīng)變計(jì)及密封材料受潮,絕緣下降,造成秤的零點(diǎn)漂移。一般防潮材料是硅膠、聚胺脂等,還有橡膠類防潮劑。選擇時(shí)考慮的因素有:一、不能影響傳感器的性能,尤其是蠕變性能,或者影響量有據(jù)可循;二、便于施工,固化,易于操作,高溫固化時(shí)不損壞傳感器的器件;三、防護(hù)效果有效;四、zui重要的一點(diǎn)是按照GB7551-1997《稱重傳感器》的要求,進(jìn)行濕熱實(shí)驗(yàn),可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求;五、特殊的要按照使用環(huán)境的要求,如,鹽廠、海水養(yǎng)殖廠、魚市等,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),應(yīng)該達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)或使用的要求。后者可以根據(jù)需要,與使用方達(dá)成協(xié)議,如保證兩年,還是五年不出問(wèn)題。只有經(jīng)過(guò)試驗(yàn)和計(jì)價(jià)秤現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用,才能保證傳感器的性能不出問(wèn)題。近幾年來(lái),國(guó)外有許多的防潮材料在傳感器上獲得應(yīng)用,制定的傳感器防潮標(biāo)準(zhǔn)比國(guó)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)有較大提高,很好地保證了傳感器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
  
  4、傳感器蠕變性能匹配和溫度補(bǔ)償
  
  八十年代末期,國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了蠕變自補(bǔ)償應(yīng)變計(jì),利用應(yīng)變計(jì)柵頭部分結(jié)構(gòu)尺寸的改變,來(lái)完成傳感器的蠕變補(bǔ)償,使之達(dá)到規(guī)定的精度。對(duì)于計(jì)價(jià)秤傳感器來(lái)說(shuō),由于彈性體是鋁材,所以,傳感器的蠕變性能就與應(yīng)變計(jì)和鋁材有關(guān),以及與應(yīng)變計(jì)的粘貼技術(shù)有關(guān)。當(dāng)鋁材的批號(hào)發(fā)生變化時(shí),就要對(duì)傳感器的蠕變性能進(jìn)行考察,當(dāng)然,對(duì)于傳感器的高低溫蠕變性能,也要進(jìn)行考察,以保證傳感器的性能符合使用要求。在此之間,要確保貼片、固化工藝和夾具的質(zhì)量穩(wěn)定,只有一個(gè)變化的因素。當(dāng)確定了新材料需匹配的應(yīng)變計(jì)蠕變補(bǔ)償號(hào)之后,才具備了批量生產(chǎn)的*條件之一。目前,應(yīng)變計(jì)生產(chǎn)廠家對(duì)應(yīng)變計(jì)的蠕變批號(hào)做的很細(xì),*可以保證用戶的要求。其次,要進(jìn)行傳感器零點(diǎn)溫度和靈敏度溫度補(bǔ)償。一般來(lái)講,零點(diǎn)溫度補(bǔ)償由于容易實(shí)現(xiàn),所以要全數(shù)進(jìn)行;而靈敏度溫度補(bǔ)償,由于需進(jìn)行加載、加溫測(cè)試,時(shí)間長(zhǎng),可以采取抽樣的方法,確定補(bǔ)償?shù)膮?shù),在后續(xù)的批量生產(chǎn)中應(yīng)用。若傳感器的原材料保持不變,如:應(yīng)變計(jì)、彈性體的批號(hào)不變,電纜線的材料和長(zhǎng)度不變,靈敏度溫度補(bǔ)償電阻和并聯(lián)電阻的阻值不變等,傳感器的靈敏度溫度影響是基本一定的。由于計(jì)價(jià)秤傳感器是雙孔平行梁結(jié)構(gòu),輸出的線性度很好,所以控制好了傳感器的蠕變和溫度性能后,基本上就達(dá)到了國(guó)標(biāo)三千分度的要求。至此,方可以對(duì)傳感器進(jìn)行批量生產(chǎn)。在生產(chǎn)中,對(duì)鋁材的批號(hào),應(yīng)變計(jì)的批號(hào)要嚴(yán)格的控制,作好分類管理和追溯,發(fā)生不合格品要及時(shí)處理,避免與下一批次的材料相混淆。選定蠕變和靈敏度溫度補(bǔ)償?shù)膮?shù)之后,就可以進(jìn)行批量生產(chǎn)了。
  
  5、傳感器的安裝和四角誤差調(diào)整
  
  傳感器的安裝,影響到傳感器的性能,對(duì)于小量程的傳感器更要注意,避免在安裝中使傳感器受到較大的力,損壞到傳感器的應(yīng)變梁。力矩大小要與螺絲的大小相匹配,避免將彈性體的螺紋拉壞;彈性體和秤架的結(jié)合面,不能有突起或毛刺;四角調(diào)整工裝與傳感器的中心相對(duì)位置,要與秤架的位置相匹配。若彈性體應(yīng)變梁的壁厚不均,或者應(yīng)變計(jì)的粘貼位置偏離,造成四角誤差較大,在調(diào)整中還要注意用力不當(dāng)會(huì)引起零點(diǎn)變化以及造成傳感器的零點(diǎn)不穩(wěn)定。傳感器的零點(diǎn)溫度補(bǔ)償是在傳感器不受力的情況下進(jìn)行的,當(dāng)在秤上安裝后,要注意考察在傳感器受力的情況下,零點(diǎn)溫度的值是否會(huì)發(fā)生變化。
  
  以上是我們?cè)诠ぷ髦械囊恍w會(huì)。認(rèn)真的抓好技術(shù)和管理,不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),就一定可以生產(chǎn)出高精度計(jì)價(jià)秤傳感器。
  
  參考文獻(xiàn)
  
  劉九卿:《我國(guó)稱重傳感器總體質(zhì)量水平急待提高》《衡器》2005年第1期。

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