Erzeugung und Anpassung von vier Winkelfehlern in den Parallellstrahlgewichtssensoren

Die Erzeugung und Anpassung von Vier-Ecken-Fehlern bei Wägesensoren vom Parallelbalken-Typ

Mit der rasanten Entwicklung von Industrien wie E-Commerce und Expressversand und der wachsenden Nachfrage nach präziser Messung von elektronischen Waagen hat das Vier-Ecken-Fehlerproblem von Parallelbalken-Wägezellen, als Kernkomponente von elektronischen Waagen, große Aufmerksamkeit erhalten. Lassen Sie uns heute einen eingehenden Blick auf die „Vergangenheit und Gegenwart“ des Vier-Ecken-Fehlers von Parallelbalken-Wägezellen und Tipps zur Anpassung werfen~

### 1. Wie entsteht der Vier-Ecken-Fehler?
Wenn eine Parallelbalken-Wägezelle arbeitet, verformt sich der elastische Körper unter Last, und die aufgeklebten Widerstands-Dehnungsmessstreifen erzeugen anschließend Widerstandsänderungen, die von einer Wheatstone-Brücke in Spannungssignale umgewandelt werden, um das Wiegen zu erreichen. Aufgrund der durch unterschiedliche Platzierungspositionen von Objekten verursachten exzentrischen Belastung wird jedoch leicht eine zusätzliche Dehnung eingeführt, wenn Dehnungsmessstreifen im Dehnungsbereich aufgeklebt werden, wodurch Vier-Ecken-Fehler entstehen.

Es gibt viele Faktoren, die den Vier-Ecken-Fehler beeinflussen:
- **Material und Herstellung**: Ungleichmäßige Rohmaterialien aus Aluminiumlegierung für die Herstellung des elastischen Körpers des Sensors oder Unterschiede im Widerstandsdehnungswert, die von Widerstands-Dehnungsmessstreifen während der Herstellung erzeugt werden, können „Minen“ für Vier-Ecken-Fehler „legen“.
- **Klebabweichung**: Wenn die Klebeposition des Widerstands-Dehnungsmessstreifens von der vorgegebenen Kraftmitte abweicht oder die Klebesymmetrie nicht den Konstruktionsanforderungen entspricht, unterscheidet sich die Spannungssignalausgabe der Wheatstone-Brücke, was direkt zu Vier-Ecken-Fehlern führt.
- **Umwelteinfluss**: Änderungen der Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit beeinträchtigen den elastischen Körper aus Aluminiumlegierung. Ungleichmäßige Temperatur verursacht eine inkonsistente Verformung des elastischen Körpers, und Feuchtigkeit macht die Dehnungsmessstreifen feucht, wodurch das Ausgangssignal vom tatsächlichen Wert abweicht und somit den Vier-Ecken-Fehler beeinflusst.

### 2. Wie lassen sich Fehler reduzieren?
- **Material- und Prozessoptimierung**: Wählen Sie hochwertige Materialien für den elastischen Körper aus Aluminiumlegierung, entwerfen Sie Temperaturkompensationsschaltungen und führen Sie nach dem Aufkleben der Dehnungsmessstreifen eine gute Abdichtung durch, um Umgebungsfeuchtigkeit zu reduzieren und die Auswirkungen von Fehlern von der Quelle her zu verringern.
- **Klebepräzision**: Einige Hersteller verlassen sich auf manuelles Feinkleben und Anpassen der Positionen der Dehnungsmessstreifen; einige Unternehmen verwenden auch maschinelles Sehen und Computersteuerung für präzise Positionierung und Kleben, um die Klebepräzision der Dehnungsmessstreifen zu verbessern.

### 3. Was sind die Tricks zur Fehleranpassung?
Die Formel für die maximale Dehnung im Dehnungsbereich eines elastischen Parallelbalkenelements lautet [Formel]. Basierend darauf kann der durch einen beliebigen Faktor verursachte Exzenterlastfehler auf die Inkonsistenz der Querschnittsabmessungen (b) und (h) am Widerstands-Dehnungsmessstreifen im Dehnungsbereich zurückgeführt werden. Durch Feinabstimmung dieser beiden Abmessungen kann der Exzenterlastfehler korrigiert und der Vier-Ecken-Fehler angepasst werden.

Gleichzeitig beeinflussen die Strukturabmessungen des elastischen Sensorkörpers (wie Lochdurchmesser, Dicke des elastischen Elements (b), Lochabstand (L) usw.) die Empfindlichkeitsausgabe. Während der Halbfertigproduktphase hat die Dicke (b) des elastischen Elements einen erheblichen Einfluss auf die Empfindlichkeit, und durch Anpassen kann ein großer Einstellbereich erreicht werden; das Anpassen des Lochabstands (L) hat einen geringen Einfluss und eignet sich für die Feinabstimmung. In der tatsächlichen Produktion wird die Vier-Ecken-Fehleranpassung häufig durch leichtes Anpassen der Dicke des Patchbereichs erreicht.

### 4. Modellsimulationsexperiment-Verifizierung
Simulieren Sie die HBM PW2DC3/72kg Parallelbalken-Wägezelle aus Aluminiumlegierung, installieren Sie sie auf einem Werkzeug und belasten Sie sie mit einer 24kg-Last zum Testen. Nach dem ersten Test, der Parameterzuweisung an das Modell und der Anpassung der Dicke des Dehnungsmessstreifen-Patchbereichs, dann erneut testen. Es wird festgestellt, dass das Anpassen der Dicke des Patchbereichs die Kraft auf den Zielpunkt verändern, die Anpassung des Vier-Ecken-Fehlers realisieren und die Wirksamkeit der Anpassungsmethode überprüfen kann~

### 5. Intelligenz ist die zukünftige Richtung
Gegenwärtig beruht die Vier-Ecken-Fehleranpassung in China hauptsächlich auf manueller Arbeit, was hohe Anforderungen an Technologie und Erfahrung stellt. In Zukunft ist es notwendig, eine große Menge an Daten zu sammeln und ein automatisches Steuerungssystem aufzubauen. Gleichzeitig sollten Anstrengungen in Bereichen wie Innovation in der Technologie für elastische Körpermaterialien, Verbesserung der Klebepräzision von Dehnungsmessstreifen (maschinelles Sehen + Nano-Ätzung) und Hoch- und Tieftemperaturkompensation (KI-Algorithmus) unternommen werden, um ein hochpräzises Wägezellen-Technologiesystem aufzubauen, die Aufrüstung von nachgelagerten Produkten wie elektronischen Waagen zu fördern und die Entwicklung von Industrien wie Logistik und Einzelhandel zu unterstützen~