Изобретение относитс к приборостроению и может быть использовано при серийном изготовлении фольговых тензорезисторных датчиков силы. Известен способ изготовлени тензорезисторных датчиков силы, осно ванный на использовании тензопроволоки , свободно закрепленной на повер ности упругого злемента через изол торы D3 Однако данный способ изготовлени трудоемок, не поддаетс автоматизации и изготовленные на его основе датчики не обладают высокой метрологией из-за сложности обеспечени идентичного нат жени тензопроволоки между изол торами и плохого теплоотвода от тензопроволоки. Наиболее близким к изобретению вл етс способ изготовлени тензо резисторных датчиков силы, включающий операции., по обработке заготовок упругих элементов и наклейке тензорезисторов на- рабочие поверхности упругих элементов 2J . Известный способ позвол ет упростить технологию изготовлени и повысить метрологические характеристики датчиков, однако при известном способе возникает сложность изготовлени группы датчиков с идентичными характеристиками , так как в этом случае упругие элементы проход т индивидуальную механическую и термическую обработку, на рабочие поверхности упругих элементов клеевые слои такж нанос тс индивидуально из-за этого они невоспроизводимы по толщине, кроме того, на упругие тела наклеивают фольговые тензорезисторы, отобранные из одной партии, но не из одного листа фольги, из-за чего хара теристики датчиков имеют разброс. t. . Цель изобретени - снижение трудо емкости изготовлени идентичных датчиков силы. Поставленна цель достигаетс тем что согласно способу изготовлени тензорезисторных датчиков силы, вклю чающему операции по обработке загото BOX упругих элементов и наклейке тен зорезисторов на рабочие поверхности упругих элемертов, заготовки упругих лементов по базовым поверхност м собирают в единый блок, провод т его обработку, затем изготавл ивают на общей подложке из одного листа фольг матрицу мостов тензорезисторов с шагом , равным толщине упругого элемента и наклеивают матрицу на рабоую поверхность блока, после чего разде-. л ют блок на отдельные элементы. На фиг. 1 изображен единый блок заготовки упругих элементов с расположенными на нем мостами тензорезисторов; на фиг, 2 - матрица мостов тензорезисторов на общей подложке; на фиг. 3 - отдельный готовый датчик силы. В процессе изготовлени тензорезисторных датчиков силы предваритель .но изготавливают заготовки упругих элементов 1, например, из сплава 35ХГСА, с базирующими поверхност ми 2. Далее заготовки упругих элементов 1 в требуемом количестве (10-15 штук) ст гивают по.базирующим поверхност м 2 с помощью шпилек 3 в единый блок 4, провод т термическую обработку блока до получени необходимой твердости (дл стали 35ХГСА: 37-39 HRC) и чистовую механическую обработку его рабочих поверхностей 5, нанос т клеевой слой, например кле ВС-350, толщиной 20-25 мкм на рабочую поверхность 5, изготавливают с помощью методов .фотолитографии на общей подлйжке 6, например, из полиамидоимидной смолы ПАИ-2И, из единого листа фольги, например и константана, матрицу мостов тензорезисторов 7 с требуемым шагом расположени последних, наклеивают матрицу 7 на рабочую поверхность 5 блока, включающую операции по нанесению матрицы на рабочую поверхность блока, прижим матрицы к блоку с помощью одного прижимного приспособлени и проведени операции по термообработке. Затем блок раздел ют на отдельные готовые элементы 8. Способ может быть использован также и при изготовлении датчиков на малые измер емые усили (до 1 кгс). В этом случае заготовки упругих элег ментов 1 изготавливаютс с технологическими перемычками 9, которые шунтируют рабочие поверхности заготовок 5, повьша их механическую жесткость, что позвол ет проводить чистую механическую обработку (шлифовку) рабочих поверхностей, собранных в единый блок , без деформации последних. После наклейки на рабочие поверхности мостов тензорезисторов 6 и их монтажа технологические перемычки 9 удал ют.The invention relates to instrumentation and can be used in the serial production of foil strain-resistant force sensors. A known method of manufacturing a strain gauge force sensor, based on the use of a strain gauge freely attached to the surface of an elastic element through insulators D3. However, this method of manufacturing is laborious, not automated, and the sensors based on it do not have high metrology strain gauge between insulators and poor heat dissipation from the strand. The closest to the invention is a method for manufacturing tenso of resistor force sensors, which includes operations for processing preforms of elastic elements and sticking strain gauges to surfaces of elastic elements 2J. The known method allows to simplify the manufacturing technology and improve the metrological characteristics of the sensors, however with the known method there is a difficulty in manufacturing a group of sensors with identical characteristics, since in this case the elastic elements undergo individual mechanical and heat treatment, the adhesive layers on the working surfaces of the elastic elements ts individually, because of this, they are not reproducible in thickness, moreover, foil strain gages, selected from but not from a single sheet of foil, which is why the characteristics of the sensors are scattered. t. . The purpose of the invention is to reduce the labor capacity of manufacturing identical force sensors. The goal is achieved by the fact that, according to the method of manufacturing strain gauge force sensors, which includes processing the BOX bale of elastic elements and sticking resistors on the working surfaces of elastic elements, the blank elements are assembled into a single block on the base surfaces, then it is processed, then The matrix of bridge strain gauges with a step equal to the thickness of the elastic element is placed on a common substrate of a single sheet of foil and the matrix is pasted onto the working surface of the block, after which it is divided. The block is placed on separate elements. FIG. 1 shows a single block of the preform of elastic elements with bridges of strain gages located on it; FIG. 2 shows the matrix of bridge strain gauges on a common substrate; in fig. 3 - separate ready-made force sensor. In the process of manufacturing the strain gauge force sensors, a preliminary is made, but preforms of elastic elements 1, for example, of 35HGSA alloy, with clamping surfaces 2. Next, the preparations of elastic elements 1 are shrunk in required quantity (10-15 pieces) by base surfaces 2 s using studs 3 into a single block 4, heat treatment of the block is carried out to obtain the necessary hardness (for 35HGSA steel: 37-39 HRC) and finishing mechanical treatment of its working surfaces 5, an adhesive layer is applied, for example, glue BC-350, 20- 25 microns per working surface 5, made using photo-lithography methods on a common base 6, for example, from polyamideimide resin PAI-2I, from a single sheet of foil, for example, constantan, matrix of resistance strain gages 7 with the required spacing of the latter, paste the matrix 7 on the working surface 5 of the block , which includes the operations of applying the matrix to the working surface of the block, pressing the matrix to the block with the help of one clamping device and performing a heat treatment operation. Then the block is divided into separate finished elements 8. The method can also be used in the manufacture of sensors for small measurable forces (up to 1 kgf). In this case, the billets of elastic elements 1 are manufactured with technological jumpers 9, which shunt the working surfaces of the billets 5, increasing their mechanical rigidity, which allows for clean machining (grinding) of working surfaces assembled in a single unit without deforming them. After sticking to the working surfaces of the bridges of the strain gauges 6 and their installation, technological jumpers 9 are removed.
Использование способа изготовлени фольговых тензоренисторных датчиков силы обеспечивают по сравнению с . известным способом повышение в 2-3 раза идентичности и надежности последних , особенно при использовании монолитных мостов. Предлагаемое изобретение позвол ет в 3-5 раз снизить трудоемкость изготовлени датчиков силы за счет использовани групповых методов обработки, наклейки тензорезисторов и монтажа электрических схем.The use of the method of manufacturing foil tensor force sensors provides compared with. in a known way, an increase of 2-3 times the identity and reliability of the latter, especially when using monolithic bridges. The present invention makes it possible to reduce the laboriousness of manufacturing force sensors by a factor of 3-5 due to the use of group processing methods, the use of strain gages and the installation of electrical circuits.
Использование способа представл етс особенно перспективным дл сё- : рийного производства датчиков силы, так как в этом случае в полной мере про вл ютс преимущества групповых методов обработки, резко снижающих, трудоемкость изготовлени , особенно в части изготовлени матрицы мостов тензорезисторов и наклейки матрицы на блок.The use of the method seems to be particularly promising for the cross-production of force sensors, since in this case the advantages of group processing methods that drastically reduce the manufacturing complexity, especially in terms of manufacturing the matrix of resistance strain gages and labeling the matrix on the block, are fully manifested.
SlSl
Г 1G 1
fpue.Zfpue.Z