高精度扭矩傳感器制作工藝方法

1.說明

本工藝方法是一種比較實用型的傳感器制作方法，主要適用于高精度扭矩傳感器的制作，在扭矩數顯工具及扭矩測量設備上得到較為廣范的應用，加工效率高，精度及可靠性得到確切保障。

2.工藝方法

2.1工藝流程

零件裝配—打號—低頻試驗—熱穩定化處理—保護—吹砂—貼片—焊接—補零溫漂—補零位—涂膠。

2.2工藝方法

a.零件裝配：用汽油清洗干凈彈性體端部臺階孔、定位銷、壓縮彈簧和支柱。

b.打號：在彈性體一端面按要求打上標號。（注意：不能磕碰傷彈性體的貼片區域）。

c.低頻試驗：將彈性體與加載機中的加長桿對接后安裝在磨合機上進行磨合，頻率為10～20次/分鐘。加載完后取下彈性體，自然時效4小時。（注意：不能磕碰傷彈性體的貼片區域）。

d.熱穩定化處理：將彈性體豎立在烘干盒內放入室溫下的烘箱內，升溫至165±5℃后保溫8小時，然后關掉烘箱電源，打開烘箱門，取出彈性體使其在空氣內自然冷卻，小心燙傷，升溫溫度不能過快。（注意：不能磕碰傷彈性體的貼片區域）。

e.保護：將彈性體兩個貼片平面（長27mm）和貼補償片的圓弧面（長14寬6）共三處周圍用10mm寬紙膠帶保護好，要求各面的棱邊處必須平直、貼實，不得有歪斜，但要讓棱面露出來。（注意：不能磕碰傷彈性體的貼片區域）。

f.吹砂：對粘貼面進行吹砂處理，以增強貼片效果。

g.貼片：貼片工序必須在環境溫度為20±5℃，相對溫度不大于60%的干凈空間進行，貼片前必須清洗工作面，所有工裝夾具、工具等。工作時穿干凈工作服，帶工作帽。

①配膠H-610膠一般以A、B兩組份提供，在使用前按A：B=1：2的比例混合配制，將A組份倒入洗凈的小空瓶中，再用滴管緩慢加入B組份，擰緊瓶蓋，用力搖晃片刻，靜置2小時后使用，膠液無色透明或淡黃色均勻正常，配制好的膠不用時應封嚴瓶口放在冰箱冷儲藏室內。

②劃線：在干燥，干凈的平臺上用高度尺在彈性體的貼片處畫出粘貼面的中線，劃線時彈性體不應歪斜，線不要太深能看清就行，手不能觸摸粘貼面。

③分組：測量每片應變計的電阻應為1000Ω，挑選阻值相近的四片為一組，最大值不大于0.5Ω，分為一組的放入一個片夾。測量前手要洗干凈，測量時應在校平的工作臺上墊一張干凈的紙后進行，測量時表筆（圓頭）接觸應變片的焊點處，應和緩用力且力不能太大，應該避免用手接觸應變片，用圓頭鑷子夾應變計時應避開敏感柵區。

④剪接線端子：將大張的接線端子對燈光檢查沒有漏洞后剪為兩條，印制線的四角和一條印制線的一角，剪時應保持直線性，不得歪斜，保留定位標記。

⑤用浸有丙酮的脫脂棉清洗涂膠用的狼毫化裝筆，然后用干凈鑷子在100W熾臺燈下撥動毛筆至無灰塵飛出。

⑥用浸有丙酮的脫脂棉清洗整個彈性體（手不能觸摸粘貼面）后單方向擦洗粘貼面，直至脫脂棉上不見任何污跡為止，擦完一面擦另一面，然后用浸有酒精的脫脂棉擦洗兩個粘貼面后放在100W的熾燈下烘干（豎立放置于烘干盒）擦洗時一定要意單方向進行，不要來回交替擦。

⑦將彈性體平擺在貼片內，先用干凈的絲綢布清掃粘貼面，然后用洗耳球吹干凈。

h.焊接：

①將QA-2?0.15直焊性聚氨酯漆包線截成40mm長的四段，用一般的烙鐵頭給漆包線兩端各1mm長上錫，將AFR-2000.15mm氟導線紅、綠、藍截成140mm各一段，黃截成160mm長一段后一端撥去1mm長絕緣后上錫，另一端剝去4mm絕緣后擰緊，上錫處均清洗干凈。

②用鑷子夾住拋光砂紙輕輕打磨應變片、補償電阻的焊點處，注意不要傷害敏感柵區，借助卡瑪助燃劑給焊點上錫，焊接時間補超過一秒，焊點應光滑但不能太大，清洗焊點。

③用?0.1鍍銀導線將應變片、補償電阻與接線端子的近端短接起來，鍍銀導線不能太緊，使其有一小彎曲，但不能接觸到彈性體，焊接時間不能超過一秒，清洗焊點。

i.補零溫漂：

①將傳感器放入20℃的恒溫箱中保溫30min，紅、藍引出線接4.5VDC，測電橋輸出電壓VOL，再以20℃/小時的溫度梯度緩慢升溫至30℃，測電橋輸出電壓VOH若：⑴△UO=UOH-UOL>0則將QZ-2/155/Ⅱ聚酯漆包線代替鍍銀導線串入ZF1或ZF3橋臂中，⑵△UO=UOH-UOL<0則將QZ-2/155/Ⅱ聚酯則將序號2漆包線代替鍍銀導線串入ZF2或ZF4橋臂中，最終使零點溫度漂移不大于12/10℃，清洗焊點。

②用250V兆歐表測紅色引出線與彈性體間絕緣電阻應不小于250 MΩ。

檢驗傳感器的零點溫度漂移不大于12uV/10℃，清洗焊點。

j.補零位：

①將紅、藍引出線加直流4.5V，測傳感器的零輸出，綠、黃引出線電壓應不大于30uV，若測得零輸出電壓為負則將6J12?0.08錳銅線代替鍍銀導線串入ZF1或ZF3橋臂中，反之為正則串入ZF2或ZF4橋臂中，焊點清洗干凈。

②用250MΩ兆歐表測紅色引出線與彈性體間絕緣電阻應不小于250MΩ。

③測零位，將紅、藍引出線加直流4.5V電源，綠黃引出線接數字電壓表，在10分鐘內所測的零位漂移不大于5Uv。

k.涂膠：

①配膠：A2-709膠由Ⅰ、Ⅱ兩組份組成，配制前按Ⅰ：Ⅱ=48：52的比例稱量，混合后攪拌均勻至氣泡完全消失后方可使用，若有氣泡或近似凝固狀態，不可再用。

②綁扎：將四根引出線從彈性體的引線孔口推入使之從端部孔口出來，在引線孔的入口處用細棉線把引出線扎緊并綁在彈性體上，引出線應處于自然狀態，不得拉緊。

③在應變片、補償電阻的焊點和接線端子上涂一層AZ-709膠，連線和引出線靠近根部也用少許膠液粘在彈性體上，然后放入烘箱室溫升至80℃，保溫2小時使之固化。

④將彈性體放在貼片盒內，在應變計、補償電阻盒接線端子上涂一薄層南大704硅橡膠，邊沿處用牙簽撥動，靜置4小時室溫晾干，注意不能摻入雜物或膠液流出粘貼面外。

本工藝方法經實際檢驗使用，傳感器精度可達到1‰以上，穩定性良好。