在工業(yè)生產(chǎn)與科學(xué)研究的諸多場(chǎng)景中，測(cè)力傳感器承擔(dān)著精確測(cè)量各類力值的關(guān)鍵任務(wù)，其性能優(yōu)劣直接關(guān)乎系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。而蠕變參數(shù)，作為衡量測(cè)力傳感器性能的核心指標(biāo)之一，對(duì)傳感器的測(cè)量精度和長(zhǎng)期穩(wěn)定性起著決定性作用。
一、蠕變的定義
所謂蠕變，是指在恒定外力持續(xù)作用下，測(cè)力傳感器輸出信號(hào)隨時(shí)間推移而產(chǎn)生的變化現(xiàn)象。該變化程度通常以一定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)輸出值相對(duì)于滿量程（F.S.）的百分比來量化。例如，常見的輪輻式力傳感器，其蠕變指標(biāo)若為 ±0.1% FS/30min，即表明在 30 分鐘的時(shí)段內(nèi)，傳感器輸出值在滿量程的 ±0.1% 范圍內(nèi)波動(dòng)。這種變化多表現(xiàn)為零點(diǎn)漂移或輸出值的整體偏移，且隨著時(shí)間累積，可能逐漸加劇，嚴(yán)重影響傳感器的測(cè)量精度與穩(wěn)定性。
二、蠕變產(chǎn)生的原因
材料特性
部分材料在特定環(huán)境下，如高溫、高濕等極端工況中，自身結(jié)構(gòu)易發(fā)生變化，進(jìn)而引發(fā)蠕變。以金屬材料為例，高溫環(huán)境會(huì)加劇原子的熱運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致彈性元件內(nèi)部晶格結(jié)構(gòu)逐漸改變，最終致使彈性元件變形，引發(fā)傳感器蠕變。
制作工藝
在彈性元件的機(jī)械加工環(huán)節(jié)，若表面變形不均勻，會(huì)在元件內(nèi)部殘留較大應(yīng)力，且切削量越大，殘余應(yīng)力越高，這無疑為蠕變現(xiàn)象埋下隱患。此外，應(yīng)變片粘貼工藝若存在缺陷，致使應(yīng)變片與彈性元件間粘結(jié)不牢，在受力過程中，二者易產(chǎn)生相對(duì)位移，從而引發(fā)輸出信號(hào)的異常變化，即蠕變。
三、蠕變的影響
蠕變對(duì)測(cè)力傳感器性能的負(fù)面影響顯著，尤其在對(duì)測(cè)量精度要求嚴(yán)苛的航空航天、精密制造等領(lǐng)域，即便極其微小的蠕變，也可能引發(fā)嚴(yán)重后果，如導(dǎo)致飛行器姿態(tài)控制偏差、精密零部件加工尺寸超差等。同時(shí)，蠕變會(huì)降低傳感器的穩(wěn)定性，使其輸出信號(hào)隨時(shí)間持續(xù)波動(dòng)，難以提供可靠、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，嚴(yán)重干擾設(shè)備的正常運(yùn)行與精準(zhǔn)控制。
四、減小蠕變影響的方法
優(yōu)化材料和制造工藝
選用穩(wěn)定性高、抗蠕變性能卓越的材料是提升傳感器性能的關(guān)鍵一步。例如，基于光基原理的力傳感器相較于傳統(tǒng)應(yīng)變片原理的產(chǎn)品，具有更高的穩(wěn)定性和更快的響應(yīng)速度。在制造過程中，嚴(yán)格把控機(jī)械加工與熱處理工藝參數(shù)，可有效降低殘余應(yīng)力。如對(duì)鋁合金測(cè)力傳感器實(shí)施反淬火、冷熱循環(huán)或恒溫時(shí)效處理，能顯著釋放內(nèi)部殘余應(yīng)力，提升產(chǎn)品性能。
溫度補(bǔ)償
鑒于溫度變化是引發(fā)蠕變的重要因素之一，采用溫度補(bǔ)償技術(shù)可有效抑制溫度對(duì)傳感器輸出的影響。通過在傳感器內(nèi)部集成溫度敏感元件，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度，并依據(jù)預(yù)設(shè)算法對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，從而大幅降低因溫度波動(dòng)導(dǎo)致的蠕變誤差。
數(shù)字信號(hào)處理
利用先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，對(duì)力傳感器輸出的原始信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、分析與修正，能夠進(jìn)一步提升測(cè)量精度。通過數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)融合等算法，有效去除噪聲干擾，優(yōu)化信號(hào)質(zhì)量，確保傳感器輸出更加精準(zhǔn)、可靠的數(shù)據(jù)。
深入了解并有效控制測(cè)力傳感器的蠕變參數(shù)，對(duì)提升傳感器整體性能、保障測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性，以及推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)向高精度、高可靠性方向發(fā)展，均具有不可忽視的重要意義。
深圳市力準(zhǔn)傳感技術(shù)有限公司是專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)高品質(zhì)、高精度力值測(cè)量傳感器的廠家。主要產(chǎn)品有微型拉壓力傳感器、拉桿式拉壓傳感器、S型拉壓力傳感器、環(huán)形傳感器、柱式傳感器、軸銷類傳感器、稱重類傳感器、多軸力傳感器、扭矩傳感器、微型位移傳感器、壓力變送器、液壓傳感器、變送器/放大器、控制儀表、以及手持儀等力控產(chǎn)品達(dá)千余種產(chǎn)品。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于多種新型和智能化高端領(lǐng)域，包括工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線、3C、新能源、機(jī)器人、機(jī)械制造、醫(yī)療、紡織、汽車、冶金以及交通等領(lǐng)域；產(chǎn)品技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新、新品研發(fā)能力強(qiáng)。
