三軸力傳感器的安裝規(guī)程需嚴(yán)格遵循規(guī)范流程,以確保測量精度、穩(wěn)定性和安全性。以下是詳細(xì)的安裝步驟及注意事項:
一、前期準(zhǔn)備與檢查
1.環(huán)境評估
確認(rèn)安裝區(qū)域無強電磁干擾源(如大型電機、變壓器),避免影響信號傳輸質(zhì)量;若存在振動源,需采取隔振措施或選擇具備抗振功能的傳感器型號。
清潔安裝基面,去除油污、碎屑等雜質(zhì),保證接觸面平整度誤差不超過0.05mm/m。對于粗糙表面,建議使用磨具打磨至Ra≤3.2μm的光潔度。
2.工具與材料清單
準(zhǔn)備扭矩扳手(推薦預(yù)設(shè)扭矩值)、酒精棉球、精密水平儀、萬用表(用于供電測試)、絕緣膠帶、扎帶及固定螺釘套裝。根據(jù)工況需求,可能還需配備屏蔽線纜、防水接頭等附件。
3.傳感器預(yù)校準(zhǔn)
在正式安裝前,將傳感器置于標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)臺上進行零點標(biāo)定,記錄初始輸出值作為基準(zhǔn)參考。若為數(shù)字型傳感器,可通過配套軟件驗證通信協(xié)議是否正常。
1.定位與對中
根據(jù)受力方向確定傳感器軸線與載荷作用線的重合度偏差應(yīng)小于±2°。例如,在拉伸試驗中,確保試件中心線穿過傳感器幾何中心;壓縮場景下,加載頭需垂直對準(zhǔn)承壓面。
使用精密水平儀調(diào)整底座平面度,必要時添加墊片補償間隙,直至氣泡水準(zhǔn)器顯示水平狀態(tài)。
2.固定方式選擇
螺紋連接法:適用于靜態(tài)或低頻動態(tài)測量。采用細(xì)牙螺紋配合鎖緊螺母雙重固定,旋緊順序按對角線逐步擰緊,最終用標(biāo)記筆做防松標(biāo)識。注意避免過扭矩導(dǎo)致螺紋滑絲,推薦使用定扭扳手控制力矩在額定值的80%-90%。
法蘭盤裝配:針對高頻振動環(huán)境,優(yōu)先選用鉸制孔螺栓+錐銷組合定位。法蘭接觸面涂抹少量硅基潤滑脂,既能增強密封性又可緩沖微小位移。
膠粘工藝:臨時測試時可用環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠粘接,但長期使用建議改用機械固定以提高可靠性。
3.載荷預(yù)壓處理
對彈性體材質(zhì)的傳感器(如鋁合金應(yīng)變梁),加載時應(yīng)以不超過量程30%的壓力循環(huán)預(yù)壓3次,消除遲滯效應(yīng)引起的非線性誤差。每次卸載后保持5分鐘穩(wěn)定期再進行下一次加壓。
三、三軸力傳感器電氣接線規(guī)范
1.屏蔽層處理
剝開電纜外皮時保留至少10mm的屏蔽層完整性,將金屬編織網(wǎng)均勻翻折后用壓接端子緊固,嚴(yán)禁裸露銅絲直接接觸設(shè)備外殼造成短路風(fēng)險。多通道系統(tǒng)中,各通道屏蔽層應(yīng)獨立接地以避免串?dāng)_。
2.接線順序原則
遵循“先接地后通電”的安全準(zhǔn)則,黑色導(dǎo)線統(tǒng)一接入系統(tǒng)地端;紅色正極最后連接以防止誤觸發(fā)。采用焊接工藝時,焊點溫度控制在260℃以內(nèi),避免高溫?fù)p傷半導(dǎo)體元件。
3.線路防護措施
穿管敷設(shè)時選用金屬軟管并做好接地處理,彎曲半徑不小于管徑的6倍;束線帶固定間距不超過300mm,防止因自重產(chǎn)生額外應(yīng)力。戶外安裝必須加裝防水接頭盒,灌封硅膠密封膠圈。
四、三軸力傳感器調(diào)試與驗證
1.靜態(tài)標(biāo)定測試
施加已知砝碼進行階梯加載實驗,采集各負(fù)載點的輸出電壓值,繪制特性曲線并與理論直線擬合。線性度誤差應(yīng)控制在滿量程的0.5%以內(nèi),重復(fù)性偏差不超過0.2%FS。
2.動態(tài)響應(yīng)檢測
通過沖擊錘敲擊激振的方式獲取頻響函數(shù),確認(rèn)工作頻率范圍低于傳感器固有頻率的1/3。觀察波形衰減情況,阻尼比宜保持在0.6~0.8之間以保證快速收斂。
3.溫度漂移補償
在預(yù)期工作溫度范圍內(nèi)進行溫漂試驗,每升高10℃記錄零點偏移量,建立補償算法模型存入采集系統(tǒng)。對于高精度應(yīng)用,可增設(shè)半導(dǎo)體測溫元件實時修正。
