CN105005325B - 对箔式电阻应变计进行自动调阻的方法及自动调阻设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对箔式电阻应变计进行自动调阻的方法;主要包括根据反电镀方法对箔式电阻应变计的丝栅进行减薄;所述反电镀方法中通过对调阻电流进行积分可以精确求出待调电阻应变计需要调阻电流的做功量;在测量过程中通过将待调电阻应变计与测量电流中设置好的标准电阻进行比较获取待调应变计实际阻值;通过I‑V‑F的转换法精确的获得当前电流对待调电阻应变计的实际做功量;本发明还涉及实施该自动调阻方法的自动调阻设备。通过本发明,提高了产品阻值稳定性、均匀性、准确性,提高产品的调阻效率,减少人工成本。

Description

对箔式电阻应变计进行自动调阻的方法及自动调阻设备
技术领域
本发明涉及一种对箔式电阻应变计自动调阻的方法,其中,在该自动调阻的方法中采用了反电镀方法;此外本发明还涉及一种实现该对箔式电阻应变计进行自动调阻的方法的自动调阻设备。
背景技术
电阻应变计(以下简称应变计)是利用“电阻-应变”原理的敏感元件,通常采用基底制备、曝光、腐蚀等工艺方法形成应变计图形结构单元。由于箔材轧压和应变计制造误差,导致敏感栅厚度、宽度等会存在微米至纳米级分散,应变计腐蚀成型后电阻值无法全部到达到标称阻值,总是存在一定的偏差,无法直接用于测试测量。为了保证应变计阻值满足应用要求,需要对其阻值进行调整达到标称值。
目前,本领域通用的应变计阻值调整的方法有手工机械研磨方法、半自动化机械研磨法、手工化学腐蚀调整方法。
手工机械研磨调阻方法是通过机械研磨使敏感栅截面积减小提升阻值,通常采用带有打磨头的微型直流电机进行操作,打磨头一般带有砂橡皮或蘸有磨料的脱脂棉球。调整电阻时,手工移动电机使磨料接触应变计敏感栅区域,通过电机旋转带动打磨头旋转对敏感栅打磨,从而实现电阻调整的目标。
半自动化机械研磨设备运行原理与前述方法相似,不同部分是将人工移动电机变为三轴运动来自动驱动,通过打磨头上下、前后或左右移动实现调阻,同时检测应变计电阻值,控制各个部件工作。虽然初步实现设备调阻,但需要人工更换磨料球或带砂橡皮。
上述方法,在实际操作过程中,应变计阻值的变化受施加在敏感栅表面的压力、磨料的硬度和粒径等因素共同影响,属冷加工,易存在打磨不均匀,打磨后表面应力集中,人为因素影响大等问题,同时效率慢,劳动强度大。虽然半自动化机械研磨设备能够代替一部分工人操作,但依然无法改善上述问题。
手工化学调阻方法是采用化学调阻液对敏感栅表面或侧面腐蚀,减小截面积调整阻值。一般分为4步:粗略调整、细致调整、中和、清洗。调阻载体为脱脂棉或无纺布等。手工化学调阻方法的缺点是中和清洗费时费力,易残留腐蚀液造成阻值超差或其他缺陷;产品质量受人为因素影响较大;调阻效率低。
总而言之,上述方法或设备调阻效率低、劳动强度大、加工过程中人为因素对应变计敏感质量影响较大,无法满足高品质应变计高效批量工业化生产的需求。
由于上述方法的缺点,现在也出现了通过电化学腐蚀式应变计自动调阻的方法以及装置。如专利号为ZL201220446765.4的实用新型专利,其公开了一种电化学腐蚀式应变计自动调阻设备,包括机座、工作台和主控制装置,所述机座安装有纵向移动机构,所述纵向移动机构安装有横向移动机构,所述横向移动机构连接有进给机构,所述进给机构设置有电化学腐蚀装置,所述进给机构设置有探针,所述探针通过导线电连接有电阻检测电路,所述纵向移动机构、横向移动机构、进给机构、电化学腐蚀装置、探针和电阻检测电路分别通过与主控制装置电连接实现相互协调工作;该实用新型专利由于结构和电路控制的局限性只能采用单通道进行调阻,这种单通道模式效率低;在调阻过程中由于其调阻结构采用盛液斗装腐蚀液,调阻时将盛液斗中的腐蚀液滴到应变计丝栅表面,当调阻完成后将腐蚀液吹散,这种结构是无法将腐蚀液回收,不仅造成腐蚀液的浪费,而且采用吹散的方式将导致腐蚀液溅入设备各个地方,包括溅到测量用的探针上以及设备内部等,不仅影响测量而且很有可能导致设备的损坏;另外,由于其调阻和测量是固定在一起的,当腐蚀液滴入应变计丝栅表面的时候,将导致腐蚀液流入测量用的探针上,严重影响阻值测量精度,无法准确实时的测量到应变计的真实阻值,从而无法控制阻值的调整量。
发明内容
为克服上述调阻方法调阻效率低、劳动强度大、加工过程中人为因素对应变计敏感质量影响较大的问题,以及电化学腐蚀式应变计自动调阻的方法导致腐蚀液流入测量用的探针上,严重影响阻值测量精度,无法准确实时的测量到应变计的真实阻值,从而无法控制阻值的调整量的问题,本发明提供一种对箔式电阻应变计进行自动调阻的方法,包括以下步骤:
参数设置:根据不同版型的箔式电阻应变计和不同的需求对箔式电阻应变计的调阻参数进行设置,根据机械结构的位移偏差标定对机械结构的标定参数进行设定以及根据箔式电阻应变计的版型对其版型参数进行设置;通过参数设置可以确定待调电阻应变计调整后的阻值范围,确定运动机构完成整版调阻的运行轨迹,确定自动定位时初始位置与调阻起始位置的偏移量。
自动定位:通过自动识别箔式电阻应变计预留的定位点,将箔式电阻应变计移至到定位初始位置,根据自动定位初始位置与调阻起始位置的偏移参数,将待调箔式电阻应变计移至调阻起始位置,完成自动定位;通过自动定位步骤,无需工作人员进行定位初始位置的寻找操作,自动完成定位,提高整体效率,保证定位精度和重复性,减小操作难度。
阻值采集:将电路控制模块与测量装置上的测量探针进行电连接,并将测量装置上的测量探针与箔式电阻应变计的焊点接触,然后电路控制模块对箔式电阻应变计的当前阻值进行采集。
计算调阻电流需要的做功量:计算出参数设定的箔式电阻应变计的目标阻值和实际采集到的箔式电阻应变计当前阻值的差值,即求出当前箔式电阻应变计的阻值所需调整量,然后根据所得的阻值所需调整量,计算出调阻电流需要的做功量;
阻值调整:将电路控制模块与调阻装置进行电连接,通过调阻装置上的调阻探针和调阻电极形成电流闭合回路,采用反电镀法对箔式电阻应变计进行调阻。
本发明的特点在于,通过采用I-V-F转换法来获取实际调阻过程中调阻电流的实际做功量,以对箔式电阻应变计的减薄量进行精确地控制。
此外,在本发明的所述阻值采集步骤中,采用多个通道共用一个AD的方式,同时对多个待调箔式电阻应变计进行阻值采集,并在阻值采集过程中,需要保持箔式电阻应变计表面干燥,无残留液体;
在所述阻值采集步骤中采用比较法来获取箔式电阻应变计的当前阻值,所述比较法是:在电路控制模块的测量电流中设置一个标准电阻,将所有待测电阻与该标准电阻进行比较并计算出当前实际阻值;
在计算调阻电流需要的做功量的步骤中,采用电流做功积分法得到完成待调箔式电阻应变计的电阻增量需要的做功量,即,根据公式ΔR≈K(∫Idt)2,在已知阻值调整量ΔR的情况下,通过对调阻电流(I)进行积分来得到电流的做功量,从而控制对箔式电阻应变计丝栅的减薄量;
在阻值调整步骤中,采用反电镀法对箔式电阻应变计的丝栅进行减薄,即,将箔式电阻应变计的合金材料作为镀材使用,在电流做功的条件下,使其溶解在电解液里,从而使应变计的丝栅减薄。
另外,所述I-V-F转换法,如图5所示,通过监视电压U采样的变化,反应调阻电流的变化,通过对电压U进行积分计算,获得电荷转移量,当采样电容上的电荷每次被U采样充满后,电路发生翻转得到一个脉冲,U采样值越高,电容被充满的速度越快,单位时间内得到的脉冲越多,从而获得电流做功所产生的脉冲个数,通过脉冲个数计算出电流实际做功量,从而获得准确的能量。
此外,本发明还提供一种实施上述对箔式电阻应变计进行自动调阻方法的自动调阻设备,该自动调阻设备包括:
大理石基座,所述基座上安装有Y轴移动装置,所述Y轴移动装置上安装有×轴移动装置,所述基座上安装有龙门机架,所述龙门机架上倒挂安装有气动滑台装置,所述气动滑台装置上面倒挂安装有测量推动气缸装置和调阻推动气缸装置,所述测量推动气缸装置和所述调阻推动气缸装置向下推动完成测量装置和调阻装置与箔式电阻应变计接触,所述调阻气缸装置上面倒挂安装有调阻头,所述测量气缸装置上面倒挂安装有测量头;
移动装置,包括X、Y轴移动装置,X轴移动装置实现设备横向移动,Y轴移动装置实现设备纵向移动,主要实现承载装置上面的待调产品的横、纵向移动;
平衡调节装置,安装在X轴上;
承载装置,安装在所述平面自平衡装置上,该承载装置上面设计有多个真空吸附用的小孔,该小孔的位置对应于每个箔式电阻应变计之间的间隙,并且承载装置根据箔式电阻应变计预留的定位孔的位置设置有对应定位销;
测量装置,设置有测量探针,在阻值采集过程中通过所述测量探针与箔式电阻应变计的焊点接触,并且通过探针和电路控制装置的电连接,将箔式电阻应变计的阻值传导给控制单元;
调阻装置,其与箔式电阻应变计紧密接触时形成调阻液密封腔,使调阻液在箔式电阻应变计的丝栅表面循环流动,并通过调阻探针和电极组成的电流闭合回路与电路控制模块的电连接,接收电路控制模块的电流,完成对箔式电阻应变计的丝栅做功,完成调阻;
其中,自动调阻设备的测量装置和调阻装置采用独立分开的结构。
另外,本发明的自动调阻设备的所述测量装置采用多通道同时对多片应变计进行测量以及所述调阻装置采用多通道同时对多片应变计进行调阻;
所述承载装置采用根据不同版型的箔式电阻应变计,根据每个应变计之间的间隔位置,一块亚克力板对应应变计之间的间隙设计一道真空槽,另一块亚克力板对应应变计之间的间隙设置多个通孔,然后将两块亚克力板粘贴而成在两块板之间形成一道特殊的真空吸附槽;
所述测量装置采用两块亚克力板粘贴而成,上面设计有多个通孔为了固定多个通道的测量探针,并且每个测量探针都与电路控制模块有电连接,完成应变计电阻的传导;所述调阻装置采用两块亚克力板粘贴而成,在两块亚克力板中间形成调阻液循环流通通道,从而保证调阻液在调阻过程中在丝栅表面循环流动以及调阻液的回收,避免调阻液在应变计上的残留造成测量不稳,在调阻装置上设计有多个通孔,用于固定多个通道的调阻探针和电极并且设计有多个槽,用于固定多个通道的胶圈,调阻探针和电极与电路控制模块有电连接,在调阻过程中调阻探针和电极形成调阻电流闭合回路,完成应变计调阻工作,胶圈与应变计密封接触形成密封腔与调阻头上的调阻液通道形成串通,完成调阻液循环流动。
此外,本发明的自动调阻设备还设置有安装座、电极、探针和密封圈,安装座是由上下两块亚克力板粘接而成,在整块安装板内部形成调阻液流通通道,流液通道包括两个接口,一头接液管连接到调阻液容器中,一头接液管连接到水泵的进液端,水泵的出液端接液管连接到调阻液容器中,通过密封圈调阻时受压形成的密封腔组成调阻液流动回路。
与现有技术相比,本发明的自动调阻的方法具有以下有益效果:本发明通过对调阻电流I进行积分,可以很好的获得丝栅的减薄量,通过恒流源的方式可以很好的控制应变计的阻值调整量,不仅实现了自动化调阻功能,而且由于设备控制精度高、易操作,因此在实现批量化、机械化作业方面具有很大的优势,同时电化学调阻方法调阻后的产品,产品敏感栅区域不产生内应力,可大大提高产品阻值稳定性、均匀性、准确性。
此外,本发明所述调阻装置,采用多通道(现在采用通道)同时调阻,在效率上明显优于单通道模式,而且所述调阻装置可以回收调阻液并重复使用,又不会导致残留液对测量和设备造成影响。此外,由于本发明采用调阻装置和测量装置分开的设计,通过气动滑台实现两装置的切换工作,从而彻底的屏蔽了调阻的时候调阻液对测量探针的影响,从而保证了测量的精度和对应变计的阻值调整量的准确控制。
附图说明
图1是本发明调阻方法的示意性方框图;
图2是本发明设备的结构示意图;
图3是本发明测量装置的结构示意图;
图4是本发明调阻装置的结构示意图;
图5是本发明中使用的I-V-F转换法的原理示意图。
下面的表1示出了附图标记所代表的装置:
表1
1 大理石基座 2 调阻装置
3 调阻气缸装置 4 气动滑台装置
5 龙门机架 6 测量气缸装置
7 测量装置 8 承载台
9 平衡调节装置 10 X轴移动装置
11 Y轴移动装置 12 测量探针
13 进液腔 14 出液腔
15 密封胶圈 16 调阻电极
17 调阻探针
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参考图1、2、3、4,本发明提供的对箔式电阻应变计进行自动调阻的方法,包括以下步骤:
参数设置:根据不同版型的箔式电阻应变计和不同的需求对箔式电阻应变计的调阻参数进行设置,根据机械结构的位移偏差标定,对机械结构的标定参数进行设定以及根据箔式电阻应变计的版型对其版型参数进行设置;
自动定位:使用冲孔机通过自动识别箔式电阻应变计预留的定位点,在产品两个定位标记点上制作两个定位标记圆孔,将制作完圆孔的产品挂置到承载台定位销上,启动真空吸附将产品平整的吸附在承载台上,通过控制X轴移动装置10和Y轴移动装置11将箔式电阻应变计移至到定位初始位置,根据自动定位初始位置与调阻起始位置的偏移参数,将待调箔式电阻应变计移至调阻起始位置,完成自动定位;
阻值采集:通过驱动测量气缸装置6推动测量装置7向下运行,使测量装置7上的镀金探针与待调电阻应变计的焊盘接触,测量控制单元与测量装置7上的测量探针12进行电连接,通过测量装置7上的测量探针12的传导获得待调电阻应变计的当前AD值,测量控制单元将采集到的待调电阻应变计的当前AD值与测量电流中设置的标准电阻当前AD值进行比较计算出当前待调电阻应变计的当前实际阻值。并且测量控制单元采用多个通道共用一个AD的方式,同时对多个箔式电阻应变计进行阻值采集;
计算调阻电流需要的做功量:计算出参数设定的箔式电阻应变计的目标阻值和实际采集到的待调箔式电阻应变计当前阻值的差值,即求出当前待调箔式电阻应变计的阻值所需调整量,根据待调电阻应变计的电阻调整量通过电流做功积分法得到完成待调箔式电阻应变计的电阻增量需要的做功量,即,根据公式ΔR≈K(∫Idt)2,在已知阻值调整量ΔR的情况下,通过对调阻电流(I)进行积分来求出电流需要的做功量;
阻值调整:驱动气动滑台装置4将测量装置7和调阻装置2完成位置切换,将调阻装置2切换到待调电阻应变计上方,驱动调阻气缸装置3推动调阻装置2向下运行与待调电阻应变计密封接触,通过抽液装置,使调阻液在待调电阻应变计敏感栅表面循环流动,根据求出的所需电流的做功量,对待调电阻应变计施加电流进行做功调阻;
根据箔式电阻应变计丝栅主要材料是康铜、伊文合金和纯镍箔材特性,采用反电镀方法,即,选用合理的电解液和活泼型高于合金材料成分的材料作为调阻电极16,将箔式电阻应变计的合金材料作为镀材使用,在电流做功的条件下,在电位差的作用下阳极的金属形成金属离子进入调阻液,从而使阳极的合金材料溶解在电解液里,使箔式电阻应变计的丝栅减薄或体积减小,根据电阻计算公式R=ρL/S,当电阻率ρ保持不变的情况下,其电阻R与长度L成正比,与横截面积S成反比。因此当长度L保持不变,横截面积S越小,阻值R越大。由此可得,当箔式电阻应变计丝栅的长度不发生变化,通过反电镀法减薄箔式电阻应变计丝栅使其横截面积变小,实现对箔式电阻应变计的阻值调整;
在阻值调整过程中采用恒流源作为调阻能量提供源的方式,由ΔR≈K(∫Idt)2得到ΔR≈E,其中ΔR表示增加的阻值量,E代表单位时间内电流的做功量,在理想状态下但是由于实际应用过程中,调阻液是循环使用,调阻液浓度时刻在发生变化,箔材表面状况也有不同,采用的恒流源就不可能是理想的恒流源;在不满足恒流源的负载特性时,恒流源是不能够输出设定的电流,因此,该过程中采用恒流源的目的是为了限制阻值调整电流的最大值,以至于在调阻过程中不至于产生更多的热量,以至于影响应变计本身的特性,因此对能量E的计算变成了对不规则调阻电流变化I的积分,通过采用对电流进行实时采样方式,以获得电荷的转移量,也就是对实际电流作出的有效功进行计算,间接精确计算出对箔材的减薄量,即,ΔR=KE;
在实际调阻过程中对电流做功量的计算采用I-V-F的转换法来获取实际的调整量,其特征在于,如图5所示通过监视U采样的变化,即可反应调阻电流的变化,通过对电压U进行积分计算,即可获得电荷转移量,在对于U采样积分计算中,采用了校正电容作为计量工具,也就是说,当采样电容上的电荷每次被U采样充满后,电路发生翻转得到一个脉冲,U采样的值越高,电容被充满的速度越快,单位时间内得到的脉冲也就越多,反之亦然,这样很容易就可以获得电流做功所产生的脉冲个数,通过脉冲的个数也就可以计算出电流实际做功的量;
本发明针对上述对箔式电阻应变计阻值调整的方法和生产情况,还设计了一种自动调阻设备,如图1所示,该装置包括大理石基座1、龙门机架5、X轴移动装置10、Y轴移动装置11、测量装置7、调阻装置2、承载台8、平衡调节装置9、气动滑台装置4、测量气缸装置6、调阻气缸装置3、控制主机、气液控制单元、测量调阻控制单元等部件的有机组合,实现箔式电阻应变计电化学全自动化测量和调阻功能。
所述大理石基座1为该设备所有部件承载基座,所述大理石基座1上安装有实现设备纵向运行的Y轴移动装置11,所述Y轴移动装置11上安装有实现设备横向运行的X轴移动装置10,所述X轴移动装置10上安装有平衡调节装置9保证待调应变计与调阻装置2和测量装置7的承载台8表面平行,所述平衡调节装置9上安装有产品承载装置8;所述大理石基座1上面还安装有龙门机架5,固定调阻装置2和测量装置7悬挂于产品承载装置正上方,所述龙门机架5上倒挂安装有气动滑台装置4,完成测量和调阻过程中测量装置7与和调阻装置2的位置切换,所述气动滑台装置4上面倒挂安装有测量气缸装置6和调阻气缸装置3,测量气缸装置6向下推动完成测量装置7与应变计接触,调阻气缸装置3向下推动完成调阻装置2与应变计接触,所述调阻气缸装置3上面倒挂安装有调阻头,所述测量气缸装置6上面倒挂安装有测量头。
如图2所示,所述测量装置7和调阻装置2采用独立分开的结构,由于调阻液是循环使用,其浓度时刻在发生变化,并且调阻液本身是带有电阻的,将测阻和调阻独立分开,有效的避免了调阻液对测量结果带来的影响。并且在机械结构上通过气动滑台实现调阻装置2和测量装置7的位置切换。在对应变计进行调阻过程中通过调阻机械结构中的调阻探针17和金属材料(含钛、铁、铬成分的金属材料)组成的电流闭合回路进行调阻。
承载装置8采用根据不同版型的箔式电阻应变计,根据每版应变计之间的间隔位置,一块亚克力板对应应变计之间的间隙设计一道真空槽,另一块亚克力板对应应变计之间的间隙设置多个通孔,然后将两块亚克力板粘贴而成在两块板之间形成一道特殊的真空吸附槽,应变计采用微孔真空吸附的方式固定在承载台上,保证应变计的平整,固定可靠;在承载台上设置有两个固定的定位销,对应应变计上的两个固定的定位标记孔,将应变计对应的定位标记孔挂置到定位销上,然后通过真空吸附将应变计吸附固定在承载台上,这样相同片型的应变计在承载台上的位置是固定的,这样只要标定好测阻、调阻头和应变计的起始位置的距离就可以通过将X、Y轴移动固定距离实现自动定位。
X轴移动装置10和Y轴移动装置11主要功能是将应变计焊盘与测头、敏感栅与调阻电极16准确对位,实现测量装置7和调阻装置2与待调电阻应变计精确定位。同时通过驱动X、Y轴按照待调电阻应变计的片间距进行移动,实现整版应变计不间断调阻。
气动滑台装置4主要功能是由于采用测量装置7和调阻装置2独立分开的结构,实现测量装置7和调阻装置2的工作位置切换。
测量气缸装置6主要功能是向下推动测量装置7,完成测量装置7与应变计接触。
调阻气缸装置3主要功能是向下推动调阻装置2,完成调阻装置2与待调电阻应变计密封接触。
所述测量装置7采用两块亚克力板粘贴而成,两块亚克力板上面设计有多个通孔,用于固定多个通道的测量探针12,并且每个测量探针12都与测量控制单元进行电连接,测量过程中测量探针12与待调电阻应变计焊盘紧密接触,完成待调电阻应变计电阻的传导,根据测量装置7的多通道结构设计理念,测量装置7能够完成同时对多片待调电阻应变计进行阻值采集,提供整体工序效率。
所述调阻装置2采用两块亚克力板粘贴而成,两块亚克力板上面设计有多个通孔,用于固定多个通道的调阻探针17和多个通道的电极,其中安装朝下的亚克力板内部设计有槽,当两块亚克力板粘贴后在其内部形成调阻液循环流动槽,并且安装朝下的亚克力板的下面还设计槽安装胶圈和调阻液流动槽,通过在调阻装置2内部形成的调阻液流动槽和由胶圈和应变计表面密封接触形成的密封腔组成特殊的调阻液循环流通通道,从而保证调阻液在调阻过程中在丝栅表面循环流动以及调阻液的回收避免调阻液在应变计上的残留造成测量不稳,调阻探针17和调阻电极16与调阻控制单元有电连接,密封胶圈15与待调电阻应变计密封接触形成密封腔与调阻头上的调阻液通道形成串通完成调阻液循环流动,调阻探针17与待调电阻应变计的焊盘接触,调阻电极16在密封胶圈内部,在调阻过程中调阻探针17和调阻电极16形成调阻电流闭合回路完成电阻应变计调阻工作,根据调阻装置2的多通道结构设计理念,调阻装置2能够完成同时对多片待调电阻应变计进行调阻,提供整体工序效率。
通过上面的描述,可以看到本发明通过对调阻电流I进行积分,可以很好的计算出丝栅需要的减薄量,通过恒流源的方式可以很好的控制箔式电阻应变计的阻值调整量,通过采用I-V-F转换法可以精确的获得调阻过程中丝栅的减薄量,不仅实现了自动化调阻功能,而且由于设备控制精度高、易操作,因此在实现批量化、机械化作业方面具有很大的优势,同时电化学调阻方法调阻后的产品,产品敏感栅区域不产生内应力,可大大提高产品阻值稳定性、均匀性、准确性,提高了产品生产效率,降低了人工成本。

Claims (8)

1.一种对箔式电阻应变计进行自动调阻的方法,主要包括以下步骤:
参数设置:根据不同版型的箔式电阻应变计和不同的需求对箔式电阻应变计的调阻参数进行设置,根据机械结构的位移偏差标定,对机械结构的标定参数进行设定以及根据箔式电阻应变计的版型对其版型参数进行设置;
自动定位:通过自动识别箔式电阻应变计预留的定位点,将箔式电阻应变计移至到定位初始位置,根据自动定位初始位置与调阻起始位置的偏移参数,将待调箔式电阻应变计移至调阻起始位置,完成自动定位;
阻值采集:将电路控制模块与测量装置上的测量探针进行电连接,并将测量装置上的测量探针与箔式电阻应变计的焊点接触,然后电路控制模块对箔式电阻应变计的当前阻值进行采集;
计算调阻电流需要的做功量:计算出参数设定的箔式电阻应变计的目标阻值和实际采集到的箔式电阻应变计当前阻值的差值,即求出当前箔式电阻应变计的阻值所需调整量,然后根据所得的阻值所需调整量,计算出调阻电流需要的做功量;
阻值调整:将电路控制模块与调阻装置进行电连接,根据计算出来的调阻电流需要的做功量,调阻控制单元通过调阻装置上的电极加载电流向待调电阻应变计进行做功,采用反电镀法对箔式电阻应变计进行调阻;
其特征在于,在阻值调整过程中,采用I-V-F转换法来获取实际调阻过程中调阻电流的实际的做功量,以对箔式电阻应变计的减薄量进行精确地控制;
其中,所述I-V-F转换法为:通过监视电压U采样的变化,反应调阻电流的变化,通过对电压U进行积分计算,获得电荷转移量,当采样电容上的电荷每次被U采样充满后,电路发生翻转得到一个脉冲,U采样值越高,电容被充满的速度越快,单位时间内得到的脉冲越多,在获得电流做功所产生的脉冲个数之后,通过脉冲个数计算出电流实际做功量,从而获得准确的能量。
2.如权利要求1所述的对箔式电阻应变计进行自动调阻的方法,其特征在于在所述阻值采集步骤中,采用多个通道共用一个AD的方式,同时对多个箔式电阻应变计进行阻值采集,并在阻值采集过程中,保持箔式电阻应变计表面干燥,无残留液体。
3.如权利要求1所述的对箔式电阻应变计进行自动调阻的方法,其特征在于在所述阻值采集步骤中采用比较法来获取箔式电阻应变计的当前阻值,所述比较法是:在电路控制模块的测量电流中设置一个标准电阻,将所有待测电阻与该标准电阻进行比较并计算出当前实际阻值。
4.如权利要求1所述的对箔式电阻应变计进行自动调阻的方法,其特征在于在计算调阻电流需要的做功量的步骤中,采用电流做功积分法得到完成待调箔式电阻应变计的电阻增量需要的做功量,即,根据公式ΔR≈K(∫Idt)2,在已知阻值调整量ΔR的情况下,通过对调阻电流I进行积分来得到电流的做功量,从而控制对箔式电阻应变计丝栅的减薄量。
5.如权利要求1所述的对箔式电阻应变计进行自动调阻的方法,其特征在于在阻值调整步骤中,采用反电镀法对箔式电阻应变计的丝栅进行减薄,即,将箔式电阻应变计的合金材料作为镀材使用,在电流做功的条件下,使其溶解在电解液里,从而使应变计的丝栅减薄。
6.一种实现权利要求1所述的对箔式电阻应变计进行自动调阻方法的自动调阻设备,该自动调阻设备包括:
大理石基座,所述基座上安装有Y轴移动装置,所述Y轴移动装置上安装有X轴移动装置,所述基座上安装有龙门机架;
移动装置,包括X、Y轴移动装置,X轴移动装置实现设备横向移动,Y轴移动装置实现设备纵向移动,主要实现承载装置上面的待调产品的横、纵向移动;
平衡调节装置,安装在X轴移动装置上;
承载台装置,安装在所述平衡调节装置上,该承载台装置上面设计有多个真空吸附用的小孔,该小孔的位置对应于每个箔式电阻应变计之间的间隙,并且承载台装置根据箔式电阻应变计预留的定位孔的位置设置有对应定位销;
测量装置,设置有测量探针,在阻值采集过程中通过所述测量探针与箔式电阻应变计的焊点接触,并且通过测量探针和电路控制装置的电连接,将箔式电阻应变计的阻值传导给控制单元;
调阻装置,其与箔式电阻应变计紧密接触时形成调阻液密封腔,使调阻液在箔式电阻应变计的丝栅表面循环流动,并通过测量探针和电极组成的电流闭合回路与电路控制模块的电连接,接收电路控制模块的电流,完成对箔式电阻应变计的丝栅做功,完成调阻;
其特征在于测量装置和调阻装置采用独立分开的结构,并且所述龙门机架上倒挂安装有气动滑台装置,所述气动滑台装置上面倒挂安装有测量推动气缸装置和调阻推动气缸装置,测量推动气缸装置和调阻推动气缸装置向下推动完成测量装置和调阻装置与箔式电阻应变计接触,所述调阻气缸装置上面倒挂安装有调阻头,所述测量气缸装置上面倒挂安装有测量头。
7.如权利要求6所述的对箔式电阻应变计进行自动调阻方法的自动调阻设备,其特征在于所述测量装置采用多通道同时对多片应变计进行测量,以及所述调阻装置采用多通道同时对多片应变计进行调阻。
8.如权利要求6所述的对箔式电阻应变计进行自动调阻方法的自动调阻设备,其特征在于所述承载台装置采用根据不同版型的箔式电阻应变计,根据每个应变计之间的间隔位置,一块亚克力板对应应变计之间的间隙设计一道真空槽,另一块亚克力板对应应变计之间的间隙设置多个通孔,然后将两块亚克力板粘贴而成在两块板之间形成一道特殊的真空吸附槽;所述测量装置采用两块亚克力板粘贴而成,上面设计有多个通孔,用于固定多个通道的测量探针,并且每个测量探针都与电路控制模块有电连接,完成应变计电阻的传导;所述调阻装置采用两块亚克力板粘贴而成,在两块亚克力板中间形成调阻液循环流通通道,从而保证调阻液在调阻过程中在丝栅表面循环流动以及调阻液的回收,避免调阻液在应变计上的残留造成测量不稳,在调阻装置上设计有多个通孔,用于固定多个通道的调阻探针和电极,并且设计有多个槽,用于固定多个通道的胶圈,调阻探针和电极与电路控制模块有电连接,在调阻过程中调阻探针和电极形成调阻电流闭合回路完成应变计调阻工作,胶圈与应变计密封接触形成密封腔与调阻头上的调阻液通道,并形成串通,以完成调阻液循环流动。
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