CN103063338A - 用换能片实现工作激励或信号拾取功能的测量产品换能片的粘贴方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于用压电元件实现工作激励或信号拾取功能的传感器及各类测量产品的技术领域，具体涉及一种用压电元件实现工作激励或信号拾取功能的传感器及各类测量产品压电片的粘贴方法，解决了压电片粘贴于敏感部分降低测量精度的问题。其将压电片贴于传感器及各类测量产品的非敏感部位。本发明的有益效果：提高了用压电元件实现工作激励或信号拾取功能的传感器及各类测量产品的测量精度和稳定性。
Description
技术领域
本发明属于用换能片实现工作激励或信号拾取功能的测量产品的技术领域，具体涉及一种用换能片实现工作激励或信号拾取功能的测量产品换能片的粘贴方法。
背景技术
现有的换能片通常包括压电片、应变片等，用换能片实现工作激励或信号拾取功能的测量产品通常包括传感器、变送器、力敏元件等。
而现有用换能片实现工作激励或信号拾取功能的测量产品换能片粘贴于敏感部分，这种方法降低了测量产品的测量精度。具体以压电片和压力传感器来说，压电片贴于敏感部分对压力传感器振动体的影响如下：
1、增加了敏感部分的附加质量，并且该附加质量相对集中，不能够均匀的分布于敏感体上，使敏感体质量不均匀，干扰了敏感体形变，增加了测量结果的迟滞误差；
2、敏感体增加了不均匀的附加质量，形变不均匀，降低了振动幅值，从而降低了机械品质因数（Q值）；
3、敏感体增加了不均匀的附加质量，振型将发生变形，使振动频率不稳定；
4、敏感体增加了不均匀的附加质量，将产生滞后，影响振动频率的唯一性。
发明内容
本发明为了解决现有用压电元件实现工作激励或信号拾取功能的传感器及各类测量产品压电片粘贴于敏感部分降低了传感器及各类测量产品的测量精度的问题。
本发明采用如下的技术方案实现：
用换能片实现工作激励或信号拾取功能的测量产品换能片的粘贴方法，其特征在于将换能片粘贴于测量产品敏感体的非敏感部位。
所述的换能片粘贴于测量产品的敏感体非敏感部位能感受到应力信号的位置上，测量产品敏感体的敏感部位和非敏感部位的结构为一体或者互相连接，换能片的正负电极互相绝缘，换能片刚性粘贴于非敏感部位。
所述的换能片为压电片，测量产品为压力传感器，压电片粘贴于压力传感器敏感体非敏感部位上距离敏感部位小于等于30mm的范围。
所述的压电片为长方体，压电片的正负电极在同一表面，压电元件的长度方向与传感器及各类测量产品的敏感部位的长度方向相同。
本发明相对现有技术具有如下有益效果：提高了用换能片实现工作激励或信号拾取功能的传感器（及各类测量产品）的测量精度和稳定性，具体来说，
1、换能片贴于非敏感部分能够消除面敢提敏感部分的附加质量；
2、换能片贴于非敏感部分能够提高面敢提的机械品质因数（Q值）；
3、换能片贴于非敏感部分能够使敏感体保持最佳振型；
4、换能片贴于非敏感部分能够保持敏感体的最佳振动状态；
5、提高了测量产品的测量精度；
6、提高了测量产品的稳定性。
附图说明
图1为现有压电片的粘贴方法示意图，
图2为本发明压电片的粘贴方法示意图，
图3为现有方法完成实施例的压电片粘贴的示意图，
图4为本发明所述方法完成实施例的压电片粘贴的示意图，
图中：1-压电片，2-敏感部位，3-非敏感部位，4-测量体，5-真空腔。
具体实施方式
结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
用换能片实现工作激励或信号拾取功能的测量产品换能片的粘贴方法，将换能片粘贴于测量产品敏感体的非敏感部位。具体来说换能片粘贴于测量产品的敏感体非敏感部位能感受到应力信号的位置上，测量产品敏感体的敏感部位和非敏感部位的结构为一体或者互相连接，换能片的正负电极互相绝缘，换能片刚性粘贴于非敏感部位。
实施例：测量产品为振动筒压力传感器，换能片为压电片，采用压电片贴于非敏感部位的方法，并以粘贴于敏感部位作为对照。
所述的压电元件粘贴于振动筒压力传感器敏感体非敏感部位能感受到振动信号的位置上，振动筒压力传感器敏感部位和非敏感部位的结构为一体，压电片的正负电极在同一个表面上并互相绝缘，压电片为长方体，压电片的长度方向与振动筒压力传感器的敏感部位的长度方向相同，压电片刚性粘贴于非敏感部位。压电片粘贴于振动筒压力传感器敏感体非敏感部位上距离敏感部位小于等于30mm的范围。
试验例：
1 试验目的
本试验的目的是进一步提高传感器的精度和稳定性。
2 试验原理
将传感器中激励、信号拾取的压电片由原来的粘贴于传感器敏感部分改为粘贴于非敏感部分，减少传感器敏感部分的附加质量，提高机械品质因数（Q值）和振动稳定性，从而提高传感器的精度和稳定性。
3 试验方法
对压电片粘贴位置由原来的贴于振动筒敏感部分（改进前）改为贴于振动筒非敏感部分（改进后）的振动筒传感器进行特性标定，得出测量精度；对改进前和改进后的传感器进行连续10次的特性标定（时间约20天），得出测量稳定性。
4 试验结果
改进前和改进后的传感器Q值对比
改进前和改进后的传感器Q值对比见表1。
表1
表1结果表明，改进后传感器的Q值高于改进前的Q值，Q值越高，传感器的精度越高。
改进前和改进后的传感器标定精度对比
改进前和改进后的传感器标定精度对比见表2。
表2 环境温度：20℃
表2结果表明，改进后传感器的精度高于改进前的精度（数值越小，精度越高）。
改进前和改进后的传感器稳定性对比
压电片粘贴位置由原来的贴于振动筒敏感部分（改进前）改为上移贴于振动筒非敏感部分（改进后）的振动筒传感器进行相同环境下的对比标定，标定方法是每个工作日连续标定，标定试验结果如下表：
下表3和表4分别是工艺改进前、后各一只传感器的10次标定检测数据，下表5和表6分别是以上传感器10次标定检测数据的误差值。
表 3 改进前传感器的10次标定检测数据
检测温度：20℃ 检测环境温度：20℃ 表中数据为周期值，单位：us
表 4 改进后传感器的10次标定检测数据
检测温度：20℃ 检测环境温度：20℃ 表中数据为周期值，单位：us
表5 改进前传感器的10次标定检测数据的误差值
表6 改进后传感器的10次标定检测数据的误差值
注：表中周期值的最大、最小值均指10次标定中周期值的最大、最小值；压力最大差值是指以10次标定中周期值最小的标定数据作拟合曲线，将周期值最大的数据代入曲线求解所得到的最大压力差值。
由表5、表6数据可以看出，改进前传感器多次测量的最大压力误差为0.2mmHg左右，工艺改进后多次测量的最大压力误差为0.07mmHg左右，误差缩小了近2/3。可见压电片安装于非敏感部分极大的提高了传感器的多次测量稳定性。
5 试验结论
压电片安装于非敏感部分提高了传感器的精度，极大的提高了传感器的多次测量稳定性。
Claims (4)
1.一种用换能片实现工作激励或信号拾取功能的测量产品换能片的粘贴方法，其特征在于将换能片粘贴于测量产品敏感体的非敏感部位。
2.根据权利要求1所述的用换能片实现工作激励或信号拾取功能的测量产品换能片的粘贴方法，其特征在于换能片粘贴于测量产品的敏感体非敏感部位能感受到应力信号的位置上，测量产品敏感体的敏感部位和非敏感部位的结构为一体或者互相连接，换能片的正负电极互相绝缘，换能片刚性粘贴于非敏感部位。
3.根据权利要求2所述的用换能片实现工作激励或信号拾取功能的测量产品换能片的粘贴方法，其特征在于所述的换能片为压电片，测量产品为压力传感器，压电片粘贴于压力传感器敏感体非敏感部位上距离敏感部位小于等于30mm的范围。
4.根据权利要求3所述的用换能片实现工作激励或信号拾取功能的测量产品换能片的粘贴方法，其特征在于所述的压电片为长方体，压电片的正负电极在同一表面，压电片的长度方向与传感器的敏感部位的长度方向相同。
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