Способ изготовления тензорезисторных датчиков силы

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫХ ДАТЧИКОВ СИЛЫ, включающий операции по обработке заготовок упругих элементов и наклейке тензорезисторов на рабочие поверхности упругих элементов, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости изготовления идентичных датчиков силы, заготовки упругих элементов по базовым поверхностям собирают в единый блок, производят его обработку, затем изготавливают на общей подложке из одного листа фольги матрицу мостов тензорезисторов с шагом, равным толщине упругого элемента и наклеивают матрицу на рабочую поверхность блока, после чего разделяют блок на отдельные элементы .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СВАЯЛ ЮЮ

РЕСПУБЛИК

09) (И) . А

01 Ь 1/22 зсв с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ%9

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3605584/18-10 (22) 10 ° 06.83 (46) 15. 10.84. Бюл. В 38, (72) Ю.М.Базжин, А.А.Цывин, И.И.Лифанов и Е.В.Шкварников (71) Научно-исследовательский и конструкторский институт испытательных машин, приборов и средств измерения масс. (53) 531.721(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 983472, кл. G 01 L 1/22, 1981.

2. Технологический процесс

"Датчик", ч. 2, НИКИПИ, 1968 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫХ ДАТЧИКОВ СИЛЫ, включающий операции по обработке заготовок упругих элементов и наклейке тензорезисторов на рабочие поверхности упругих элементов, о т л и ч а юшийся тем; что, с целью снижения трудоемкости изготовления идентичных датчиков силы, заготовки упругих элементов по базовым поверхностям собирают в единый блок, производят его обработку, затем изготавливают на общей подложке из одного листа фольги матрицу мостов тензорезисторов с шагом, равным толщине упругого элемента и наклеивают матрицу на рабочую поверхность блока, после чего разделяют блок на отдельные эле- Я менты.

1 11188

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при серийном изготовлении фольговьж .тензорезисторных датчиков силы.

Известен способ изготовления тензорезисторных датчиков силы, основанный на использовании тензопроволоки, свободно закрепленной на поверхности упругого элемента через изоляторы j1) .. 10

Однако данный способ изготовления трудоемок, не поддается автоматизации и изготовленные на его основе датчики не обладают высокой метрологией иэ-sa сложности обеспечения 15 идентичного натяжения тензопроволоки между изоляторами и плохого теплоотвода от тенэопроволоки.

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления тензо- щ реэисторных датчиков силы, включающий операции, по обработке заготовок упругих элементов и наклейке теиэорезисторов на. рабочие поверхности упругих элементов (2j . 25

Известный способ позволяет упростить технологию изготовления и повысить метрологические характеристики датчиков, однако при известном способе возникает сложность иэготовленияЗ0 группы датчиков с идентичными характеристиками, так как в этом случае упругие элементы проходят индивидуальную механическую и термическую обработку, на рабочие поверхности упругих элементов клеевые слои также наносятся индивидуально из-за этого они невоспроизводимы по толщине, кроме того, на упругие тела наклеивают фольговые тенэореэисторы, отоб- 40 раиные иэ одной партии, но не иэ одного листа фольги, из-эа чего характеристики датчиков имеют разброс.

Цель изобретения — снижение трудоемкости изготовления идентичных датчиков силы.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления теизореэисторных датчиков силы, включающему операции по обработке загото-э0 вок упругих элементов и наклейке тен" зорезисторов на рабочие поверхности упругих элемертов, заготовки упругих элементов по базовым поверхностям собирают в единый блок, проводят его 55 обработку, затем иэготавляивают на общей подложке из одного листа фольги матрицу мостов тенэорезисторов с ma"::;

76 2 гом, равным толщине упругого элемента и наклеивают матрицу на рабоую поверхность блока, после чего разде-. ляют блок на отдельные элементы.

На фиг. 1 изображен единый блок заготовки упругих элементов с расположенными на нем мостами тензореэисторов; на фиг. 2 — матрцца мостов тензорезисторов на общей подложке; на фиг. 3 — отдельный готовый датчик силы.

В процессе изготовления тенэореэисторных датчиков силы предварительно изготавливают заготовки упругих элементов 1, например, из сплава

35ХГСА, с базирующими поверхностями 2.

Далее заготовки упругих элементов 1 в требуемом количестве (10-15 штук) стягивают по.баэирующим поверхностям

2 с помощью шпилек 3 в единый блок 4, проводят термическую обработку блока до получения необходимой твердости (для стали 35ХГСА: 37-39 HRC) и чистовую механическую обработку его рабочих поверхностей 5, наносят клеевой слой, например клея ВС-350, толщиной

20-25 мкм на рабочую поверхность 5, изготавливают с помощью методов фотолитографии на общей подножке 6, например, из полиамидоимидной смолы

ПАИ-2И, из единого листа фольги, например и константана, матрицу мостов тензореэисторов 7 с требуемым шагом расположения 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 приспособления и проведения операции по термообработке. Затем блок разделяют на отдельные готовые элементы 8.

Способ может быть использован также и при изготовлении датчиков на малые измеряемые усилия (до 1 кгс).

В этом случае заготовки упругих эле-. меигов 1 изготавливаются с технологическими перемычками 9, которые шунтируют рабочие поверхности заготовок

5, повышая их механическую жеСткость, что позволяет проводить чистую механическую обработку (шлифовку) рабочих поверхностей, собранных в единый блок 4, без деформации последних.

После наклейки на рабочие поверхности мостов тензорезисторов 6 и их монтажа технологические перемычки 9 удаляют.

3 1118876 4

Использование способа изготовления зисторов и монтажа электрических фольговых тенэоренисторных датчиков схем. силы обеспечивают по сравнению с Использование способа представляизвестным способом повышение в 2-3 ется особенно перспективным для се- . раэа идентичности и надежности пос- g рийного производства датчиков силы, ледних, особенно при использовании так как в этом случае в полной мере монолитных мостов. Предлагаемое иэоб- проявляются преимущества групповых ретение позволяет в 3-5 раэ снизить методов обработки, резко снижающих трудоемкость изготовления датчиков трудоемкость изготовления, особенно силы за счет использования групповых 10 в части изготовления матрицы мостов тенметодов обработки, наклейки тенэоре- зореэисторов и наклейки матрицы на блок.

Фий 3

ВНИИПИ Заказ. 7442/29 Тираж 822 Подщисное ..

Филеад ППП 04ю4ВВт у йе УзпРОЯОдр)ще3pooL3%sR ° 4