橋式稱重傳感器作為大型電子衡器中的重要部件，其堅固性跟計量機能的穩 定性尤為重要。本文對橋式稱重傳感器進行疲勞實驗，研究疲勞實驗特點中載荷的幅值、載 荷的輪回次數對傳感器機能參數的影響法則，對傳感器的設計及大型電子衡器的利用存在 重要的領導意思。
1.引言
橋式稱重傳感器作為電阻應變式稱重傳感器 的一種，以其奇特的結構、優勝的機能，普遍應 用于大型電子衡器中，其優點有：對加載點變更 不敏感，抗偏載機能好，固有線性好、裝置便利、固定不旋轉，制造本錢低。為了保障傳感器在 “服役”期內不產生疲勞破壞，且其計量機能牢固 堅固，本文重要發展了橋式稱重傳感器疲勞生效 剖析研究，研究其在交變應力作用下的機能變更。
對傳感器的設計提出領導意思，進步其設計水 平，對生產廠家跟利用者存在十分重要的意思。
2.橋式稱重傳感器的資料特點
金屬資料疲勞生效按其載荷輪回周次進行分 類，可分為低周疲勞、高周疲勞、超高周疲勞。
目前，在負荷傳感器彈性體中，常用的金屬資料 為40CrNMoA, 40CrNMoA是一種高強度合金結 構鋼，是負荷傳感器彈性體最常用的資料。這種合金鋼屈從強度高，極限抗拉強度大；彈性模量 溫度系數小，線膨脹系數小，且基本為常數，利 于傳感器溫度彌補；資料的彈性滯后小；加工方 便，加工后的殘余應力小。所以，40CrNMoA是 傳感器彈性體的幻想資料之一。
判斷40CrNMoA的疲勞特點，是采取該資料 進行傳感器彈性體結構設計的基本。國內外學者 對該資料的超高周、高周跟低周疲勞特點先落伍 行了研究。鑒于負荷傳感器的利用特點，低周疲 勞實驗，得到95%相信度的疲勞應變一壽命關 系如公式0。
|=0.0052 x -007767+0.8312 x 帥-0J320 0 其對應的疲勞應變一壽命關聯，如圖1所示。
3.橋式稱重傳感器疲勞實驗測試剖析
傳感器在10萬次以上的加卸載疲勞實驗，不僅能考試稱重傳感器跟應變計的預期利用壽命； 還可能把各種有缺點的應變計貼在彈性體上或等 應變梁上做疲勞實驗或超載疲勞實驗，以便考試 各種缺點對應變計跟稱重傳感器的利用可能產生 的影響。電子地磅被稱為地磅是廠礦、商家等用于大宗貨物計量的主要稱重設備。電子地磅標準配置主要由承重傳力機構（秤體）、高精度稱重傳感器、稱重顯示儀表三大主件組成，由此即可完成電子地磅基本的稱重功能，也可根據不同用戶的要求，選配打印機、大屏幕顯示器、電腦管理系統以完成更高層次的數據管理及傳輸的需要。在傳感器的加卸載疲勞實驗中，傳感器 的機能參數會產生轉變，有些參數還會有變好的 趨勢。
本文依據實驗計劃的設定，選取2臺橋式稱 重傳感器，實驗采取在500kN疲勞實驗機上進步 行高周疲勞實驗，而后在0.005級的30t靜重式力 標準機上進行計量參數的測試，其中測試的計量 參數包含：重復性、線性、滯后、蠕變及蠕變恢 復、靈敏度、零點漂移。
3.1實驗方法跟步驟
3.1.1測試儀器
300kN凈重式力標準機0.005%)
500kN疲勞實驗機（3H)
3.1.2依據標準
JJG 144-2007《標準測力儀檢定規程》
JJG 669-2003《稱重傳感器檢定規程》
3.1.3疲勞實驗流程
（1）實驗流程
如圖2所示。
在進行疲勞加載前，參照」」G 144-2007《標準 測力儀檢定規程》或」」G 669-2003《稱重傳感器檢 定規程》對傳感器各項機能指標進行考察，在其 機能指標達到檢定規程請求后，再進行疲勞加載 實驗。
（2）載荷施加次數n
載荷施加次數如表1所示，在進行疲勞加載 進程中，輪回載荷在10萬次之前進行1千次、1 萬次及5萬次的加載實驗，超過10萬次之后，載 荷每增加10萬次，暫停疲勞加載，對傳感器進行 靜態計量機能加載，記錄傳感器在進行疲勞實驗 后的各項計量機能參數，通過數據剖析發明各項 參數的變更。
（3）施加載荷的F
1）載荷1
最大載荷：100% FS 最小載荷：10% FS
2） 載荷 2 最大載荷：120% FS 最小載荷：10% FS 4載荷頻率 載荷頻率為3H z。
3.2 機能測試
（1）零點漂移
在進行機能測試前第一項指標為零點漂移
測試時，記錄力傳感器的零點輸出值，按以下公 式進行力傳感器的零點輸出Z的盤算。汽車衡廠家采用分離式分離式數字接線盒，通過對模擬傳感器輸出的信號進行A/D轉換，使接線盒到儀表的信號為數字信號，降低了遙控的機會、受溫度、射頻干擾的機會，同時也使傳輸距離比普通模擬式更遠，信號傳輸更加穩定。相對于數字式汽車衡，造價略低，方便舊的模式汽車衡升級。察看并記 錄力傳感器在30m in內的零點變更，按以下公式 進行零點漂移Zd的盤算。
Z尸 Oa^-Qornn x 1 00% (2
Of
式中： 30m in內力傳感器零點輸出值
最大值；
0 0mn 30m in內力傳感器零點輸出值
最小值；
Of力傳感器的額定輸出值。汽車衡廠家采用分離式分離式數字接線盒，通過對模擬傳感器輸出的信號進行A/D轉換，使接線盒到儀表的信號為數字信號，降低了遙控的機會、受溫度、射頻干擾的機會，同時也使傳輸距離比普通模擬式更遠，信號傳輸更加穩定。相對于數字式汽車衡，造價略低，方便舊的模式汽車衡升級。
（2）重復性、線性、滯后、靈敏度
對傳感器的機能指標進行檢測，依據391- 2009《力傳感器檢定規程》，對傳感器施加3次預 負荷，每次額定負荷堅持時光為30s。檢測點盡量 均勻散布，檢測點不少于5點，逐級施加遞增負 荷,按遞增順序逐點進行檢測，在每級載荷加到 后,堅持30s,記錄并讀取數值，直到額定載荷, 而后逐級遞減負荷讀取輸出值。并依照檢定結果, 盤算相應的技巧指標。
直線度L是表征正行程均勻校準曲線與工作 特點不一致的水平。假如采取端點連線作為工作 特點，則線性度為：
L=40^ x 100% 3
0f
式中：紙——行程校準曲線與工作特點曲線 的最大偏差。
滯后H是表征正反行程校準曲線不重合水平 的機能指標。它有傳感器的彈性元件、敏感元件、 資料不同而引起，盤算公式為：
H= 40^- x 100% 4
0f
式中：d%—量程內正反行程校準曲線之間 的最大偏差。
如圖3所示。
重復性R指在不變的實驗前提下，以雷同的 方法在傳感器上施加多少次雷同載荷，供給連續一 致結果的才干。盤算公式為：
R=40^ x 100% 5
0f
式中：紙——進程重復校準時各點輸出差值最大值。
靈敏度S指傳感器響應（輸出）的變更對相 應的激勵施加的載荷變更的比。靈敏度是傳 感器長期利用中牢固性的一個重要指標。盤算公 式為：
S= I 6
軍
式中：軍一激勵電壓均勻值。
（3）蠕變跟蠕變恢復測試
實現負荷特點測試后，進行蠕變測試，檢查 靈敏度與量程是否與傳感器銘牌相符。參數設置 時抉擇與傳感器量程一致的預加載力跟蠕變力； 蠕變測試時光：總時光為30m in,按3m in的時光 間隔為測試時光順次讀取輸出值；蠕變恢復時光： 與蠕變測試時光雷同。
蠕變指在恒定的載荷下，并且所有的環境條 件跟其余可變更量堅持不變時，傳感器輸出隨時 間產生的變更。
蠕變：Cp= x 100% 7
蠕變恢復：Cr= x100% 8
如圖4所示。
3.3實驗結果與剖析
選取兩只量程為300k
　　N、正確度等級為C3級 的橋式稱重傳感器，分辨對其施加載荷的幅值為 100%FS跟120%FS,實驗結果及剖析如下，如圖
5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11所示。





（1）重復性、線性
在100萬次之內重復性隨加載次數增加穩定 較大，有升有降，在100萬次之后逐步減小并趨 于牢固。
線性隨著加載次數的增加逐步減小并趨于穩
定。電子地磅被稱為地磅是廠礦、商家等用于大宗貨物計量的主要稱重設備。電子地磅標準配置主要由承重傳力機構（秤體）、高精度稱重傳感器、稱重顯示儀表三大主件組成，由此即可完成電子地磅基本的稱重功能，也可根據不同用戶的要求，選配打印機、大屏幕顯示器、電腦管理系統以完成更高層次的數據管理及傳輸的需要。
（2）滯后
隨著加載次數的增加滯后一直減小，并逐步 趨近于零，載荷幅值為120% FS的降落幅度明顯大 于 100% 。汽車衡廠家采用分離式分離式數字接線盒，通過對模擬傳感器輸出的信號進行A/D轉換，使接線盒到儀表的信號為數字信號，降低了遙控的機會、受溫度、射頻干擾的機會，同時也使傳輸距離比普通模擬式更遠，信號傳輸更加穩定。相對于數字式汽車衡，造價略低，方便舊的模式汽車衡升級。
（3）靈敏度
靈敏度隨加載次數的增加變更并不明顯，相 對比較牢固。地磅廠家將物體的重量傳遞給稱重傳感器的機械平臺，常見有鋼結構及鋼混結構二種型式。
（4）蠕變及蠕變恢復
蠕變參數隨著加載次數增加穩定，但整體呈 回升趨勢。均未超差。
4.論斷
本文通過對2只橋式稱重傳感器的實驗對比 研究，得出論斷如下。
（1）本實驗設計利用的該負荷傳感器，結構設 計公道，傳感器中的應力跟應變小，抗疲勞機能 好，傳感器在輪回400萬次載荷作用下，未呈現 疲勞斷裂景象。
（2）對比兩只蒙受100% FS跟120% FS額定載 荷作用下的橋式傳感器，蒙受120% FS的傳感器其 線性、蠕變跟蠕變恢復等機能在輪回加載中變更 明顯，所以，在負荷傳感器的設計中，在靈敏度 滿意請求的情況下，宜降落傳感器的額定應變， 從而獲得計量機能更牢固的傳感器。