应变式称重传感器及其相关技术的新发展

　　一、概述

　　称重传感器是知识密集、技术密集和技巧密集型的高技术产品。研制和生产所涉及的内容多、离散大，技术密集程度高，边缘学科色彩浓，是多种学科相互交叉、相互渗透的结晶。批量生产称重传感器对工艺装备和检测手段要求较高，制造工艺比较复杂，是支持工艺、基础工艺、核心工艺、特殊工艺的科学运用和集成。

　　电子称重技术的快速发展，电子衡器产品的新需求，对称重传感器的研制和生产提出了新的更加严格的要求，主要是与称重系统的匹配性，即除与后接仪器或计算机组成的称重系统的输入、输出匹配外，还要求品种多、规格全，适用于各种电子衡器产品;防止震动、冲击影响的机械特性;静态、动态和环境特性都十分优良的工作特性;特别是要有较长的无故障工作时间的可靠寿命。这都要求称重传感器的研制与生产企业，必须应用新技术、新工艺努力提高称重传感器的可匹配性、机械特性、工作特性、长期稳定性和工作可靠性，迎接电子称重技术和电子衡器产品的新挑战。只有在称重传感器的研制和批量生产中纳入新技术、新工艺，研发新产品和自主知识产权产品，才能提高企业的核心竞争力，在以创新竞争战略为主导的国内外市场竞争中立于不败之地。

　　二、电阻应变计的新技术与新工艺

　　电阻应变计是应变式称重传感器的核心器件，其敏感栅结构与应变电阻合金材料，基底、覆盖层材料与厚度，制造工艺的科学性与合理性，热输出、机械滞后、蠕变、漂移、灵敏系数稳定性等工作特性，直接影响应变式称重传感器的准确度、稳定性和可靠性。国内外许多企业都把电阻应变计的生产列入应变式称重传感器的基础工艺，

　　稳定批量生产质量都是从电阻应变计这一源头抓起，或建立与称重传感器产品配套的电阻应变计生产部门，或经过严格考察确定长期供货的电阻应变计生产企业。20 世纪 90 年代以来，以美国HPM 公司、V-MM 公司为代表的应变电阻合金箔材轧制企业，以美国 V-MM、BLH 公司，德国HBM 公司为代表的电阻应变计设计与制造企业和我国北京紫微浩阳科技有限公司等电阻应变计生产设备制造企业，在应变电阻合金研究、箔材轧制与热理、电阻应变计设计技术与制造工艺、关键工艺装备的研制与应用上都取得一些突破性进展，其新技术与新工艺成果如下：

　　1. 采用三维有限单元方法设计电阻应变计

　　处于国际市场引导地位的企业普遍采用二维和三维有限单元法，建立相应的力学模型，分析电阻应变计的应变传递系数，提出敏感栅结构设计原则。美国 V-MM公司建立三维有限单元六面体力学模型，取一万多个节点，在大容量电子计算机上进行计算，其目的是研究电阻应变计结构，解决敏感栅结构的力学效应，覆盖层的力学效果，基底、敏感栅、覆盖层厚度对机械滞后的影响，敏感栅结构与蠕变自补偿问题。保证电阻应变计敏感栅的结构形状、几何尺寸、基底与覆盖层厚度最合理。