Проблемы применения тензорезисторов и методы их решения

Дрейф нуля

Как известно, в процессе применения тензорезисторов самой сложной и часто встречаемой проблемой является дрейф нуля. Данное явление обусловлено рядом причин, подробное описание которых представлено ниже.

Эффект сопротивления изоляции. Сопротивление изоляции — важная характеристика тензорезисторв. Дрейф нуля напрямую зависит от её величины. Под сопротивлением изоляции понимается сопротивление, получаемое между чувствительной решеткой тензодатчика и элементами объекта измерения. Если изоляция будет нарушена, то появится ток утечки между решеткой тензодатчика и элементами объекта измерения. По этой причине будет нарушена стабильность нуля преобразователя, это явление и называют дрейфом нуля. Необходимо ответить на два вопроса: почему это происходит и как решить данную проблему — ниже предложено подробное объяснение причин и варианты решения возникших проблем.

  1. Если датчики после подпайки проводов не были вымыты или вымыты, но не тщательно, то это приведет к нарушению сопротивления изоляции. Проблема состоит в том, что мы используем паяльный флюс, а флюс — активный кислотный материал. Это ионосодержащее вещество и если от его остатков полностью не очистить поверхность, то движение положительных ионов приведет к нарушению сопротивления изоляции.
  2. Если во время подпайки выводов наконечник паяльника острый или же температура слишком высока, или время пайки длится дольше положенного времени, это может вызвать повреждение подложки тензорезисторов, что тоже ведёт к нарушению изоляции. Следовательно, чтобы избежать подобной ситуации и связанных с ней проблем, мы должны предварительно осмотреть и проверить состояние носика паяльника, и для того чтобы не повредилась подложка датчика, необходимо контролировать температуру паяльника — не выше, чем 250°C; паять короткими временными промежутками.
  3. Попадание влаги на тензорезистор также может стать причиной нарушения изоляции. Основные причины — недостаточная влагозащита или слишком высокая влажность при наклейке тензорезистора. Следует учитывать, что при использовании тензорезистора уровень влажности по возможности не должен превышать 60% во избежание негативного воздействия влаги, попавшей из воздуха, на стабильность работы тензорезистора.
  4. Повреждение тензорезисторов. Подобная ситуация происходит, главным образом, во время наклейки тензорезистора. Например, если мы используются слишком твердые амортизирующие прокладки для зажима тензорезистора или поверхность объекта измерения или упругого элемента может быть слишком шероховатой или содержать шип, зарубку или подобный дефект.

Дефекты, возникающие при наклеивании тензорезисторов.

  1. После наклейки под подложкой тензорезистора могут оставаться пустоты и полости, что вызывает дрейф нуля. В данной ситуации можно на свет увидеть на датчике пятно. Или если прижать датчик каким-либо мягким предметом, то сопротивление тензорезистора изменится, и когда уберем мягкий предмет, то сопротивление вернется к прежнему значению. Из-за того, что под подложкой тензорезистора присутствуют пустоты и полости, то после наклейки тензорезисторов , только часть их будет нагреваться (охлаждаться) от контакта с упругим элементом, что может привести к температурному дрейфу нуля.
  2. На месте наклейки тензорезистора нанесен очень толстый слой клея, имеется клеевой нарост или небольшой выдающийся откос — все это может вызвать дрейф нуля. Главная причина состоит в том, что объекты измерения или упругие элементы не были очищены должным образом и имеются шероховатости, или клей не нанесён равномерно либо в избыточном количестве.

Дефект влагозащиты

  1. Промокание тензорезисторов. Этот дефект можно наблюдать в микроскоп и увидеть, что на поверхности имеется заостренная точка или извилистая сетка. Главная причина — слишком высокая влажность, избыток воды в пропитке, в результате в тензорезисторы попадает влага.
  2. Влагозащитная плёнка отслоилась. Может отслоиться как вся пленка, так и какая-то ее часть. Главная причина — недостаточно прочная адгезия пленки и чувствительной решетки из-за неравномерного распределения температур при наклеивании.

Изменения сопротивления после наклейки.

Обычно сопротивления не значительно изменяется после наклейки. Однако, в некоторых случаях, наши клиенты отмечают, что величина сопротивления заметно изменяется после наклейки. Причины могут быть следующими:

  1. Давление при наклейке было слишком велико. Обратите внимание, что рекомендуемая величина давления при наклеивании составляет -0.15MPa~0.3MPa.
  2. Давление при наклейке не было равномерным, что вызывало деформацию решеток и привело к изменениям величины сопротивления. Основной причиной является неправильная фиксация при процессе придавливания или неправильность проведения процесса придавливания, что приводит к неравномерности распределения усилий при наклеивании тензорезисторов.
  3. Радиус кривизны крепления не соответствует радиусу кривизны упругого элемента, что может вызвать деформацию тензорезисторов, появлению выступающих откосов.
  4. Изменения сопротивления в процессе использования по истечении некоторого времени. Причина — появление пузырьков воздуха под подложкой, наличие незаполненных областей, полостей, некачественное спаивание и т.д.

Поверхностный дефект после приклеивания.

Подытоживая, можно сказать, что основными дефектами в процессе наклейки тензорезисторов являются незаполненные области или полости, откосы, нанесение клея неравномерным слоем или в избыточном количестве, клеевые наросты, впадины и т.д. При этом следует отметить, что если откос или небольшая впадина не находятся в области чувствительной решетки, то тензорезистор остается пригодными к использованию. Следует тщательно проверить место крепления резисторов после наклейки на наличие этих дефектов. Кроме того, необходимо обязательно своевременно проверять сопротивление тензорезисторов и их сопротивление изоляции, чтобы избежать погрешностей измерения и ненужных манипуляций в ходе эксплуатации оборудования.

Оформить заказ