高精度扭矩传感器制作工艺方法

1.说明

本工艺方法是一种比较实用型的传感器制作方法，主要适用于高精度扭矩传感器的制作，在扭矩数显工具及扭矩测量设备上得到较为广范的应用，加工效率高，精度及可靠性得到确切保障。

2.工艺方法

2.1工艺流程

零件装配―打号―低频试验―热稳定化处理―保护―吹砂―贴片―焊接―补零温漂―补零位―涂胶。

2.2工艺方法

a.零件装配：用汽油清洗干净弹性体端部台阶孔、定位销、压缩弹簧和支柱。

b.打号：在弹性体一端面按要求打上标号。（注意：不能磕碰伤弹性体的贴片区域）。

c.低频试验：将弹性体与加载机中的加长杆对接后安装在磨合机上进行磨合，频率为10～20次/分钟。加载完后取下弹性体，自然时效4小时。（注意：不能磕碰伤弹性体的贴片区域）。

d.热稳定化处理：将弹性体竖立在烘干盒内放入室温下的烘箱内，升温至165±5℃后保温8小时，然后关掉烘箱电源，打开烘箱门，取出弹性体使其在空气内自然冷却，小心烫伤，升温温度不能过快。（注意：不能磕碰伤弹性体的贴片区域）。

e.保护：将弹性体两个贴片平面（长27mm）和贴补偿片的圆弧面（长14宽6）共三处周围用10mm宽纸胶带保护好，要求各面的棱边处必须平直、贴实，不得有歪斜，但要让棱面露出来。（注意：不能磕碰伤弹性体的贴片区域）。

f. 吹砂：对粘贴面进行吹砂处理，以增强贴片效果。

g.贴片：贴片工序必须在环境温度为20±5℃，相对温度不大于60%的干净空间进行，贴片前必须清洗工作面，所有工装夹具、工具等。工作时穿干净工作服，带工作帽。

①配胶H-610胶一般以A、B两组份提供，在使用前按A：B=1：2的比例混合配制，将A组份倒入洗净的小空瓶中，再用滴管缓慢加入B组份，拧紧瓶盖，用力摇晃片刻，静置2小时后使用，胶液无色透明或淡黄色均匀正常，配制好的胶不用时应封严瓶口放在冰箱冷储藏室内。

②划线：在干燥，干净的平台上用高度尺在弹性体的贴片处画出粘贴面的中线，划线时弹性体不应歪斜，线不要太深能看清就行，手不能触摸粘贴面。

③分组：测量每片应变计的电阻应为1000Ω，挑选阻值相近的四片为一组，最大值不大于0.5Ω，分为一组的放入一个片夹。测量前手要洗干净，测量时应在校平的工作台上垫一张干净的纸后进行，测量时表笔（圆头）接触应变片的焊点处，应和缓用力且力不能太大，应该避免用手接触应变片，用圆头镊子夹应变计时应避开敏感栅区。

④剪接线端子：将大张的接线端子对灯光检查没有漏洞后剪为两条，印制线的四角和一条印制线的一角，剪时应保持直线性，不得歪斜，保留定位标记。

⑤用浸有丙酮的脱脂棉清洗涂胶用的狼毫化装笔，然后用干净镊子在100W炽台灯下拨动毛笔至无灰尘飞出。

⑥用浸有丙酮的脱脂棉清洗整个弹性体（手不能触摸粘贴面）后单方向擦洗粘贴面，直至脱脂棉上不见任何污迹为止，擦完一面擦另一面，然后用浸有酒精的脱脂棉擦洗两个粘贴面后放在100W的炽灯下烘干（竖立放置于烘干盒）擦洗时一定要意单方向进行，不要来回交替擦。

⑦将弹性体平摆在贴片内，先用干净的丝绸布清扫粘贴面，然后用洗耳球吹干净。

h.焊接：

①将QA-2?0.15直焊性聚氨酯漆包线截成40mm长的四段，用一般的烙铁头给漆包线两端各1mm长上锡，将AFR-2000.15mm氟导线红、绿、蓝截成140mm各一段，黄截成160mm长一段后一端拨去1mm长绝缘后上锡，另一端剥去4mm绝缘后拧紧，上锡处均清洗干净。

②用镊子夹住抛光砂纸轻轻打磨应变片、补偿电阻的焊点处，注意不要伤害敏感栅区，借助卡玛助燃剂给焊点上锡，焊接时间补超过一秒，焊点应光滑但不能太大，清洗焊点。

③用?0.1镀银导线将应变片、补偿电阻与接线端子的近端短接起来，镀银导线不能太紧，使其有一小弯曲，但不能接触到弹性体，焊接时间不能超过一秒，清洗焊点。

i. 补零温漂：

①将传感器放入20℃的恒温箱中保温30min，红、蓝引出线接4.5VDC，测电桥输出电压VOL，再以20℃/小时的温度梯度缓慢升温至30℃，测电桥输出电压VOH若：⑴UO=UOH-UOL>0则将QZ-2/155/Ⅱ聚酯漆包线代替镀银导线串入ZF1或ZF3桥臂中，⑵UO=UOH-UOL

②用250V兆欧表测红色引出线与弹性体间绝缘电阻应不小于250 MΩ。

检验传感器的零点温度漂移不大于12uV/10℃，清洗焊点。

j. 补零位：

①将红、蓝引出线加直流4.5V，测传感器的零输出，绿、黄引出线电压应不大于30uV，若测得零输出电压为负则将6J12?0.08锰铜线代替镀银导线串入ZF1或ZF3桥臂中，反之为正则串入ZF2或ZF4桥臂中，焊点清洗干净。

②用250MΩ兆欧表测红色引出线与弹性体间绝缘电阻应不小于250MΩ。

③测零位，将红、蓝引出线加直流4.5V电源，绿黄引出线接数字电压表，在10分钟内所测的零位漂移不大于5Uv。

k.涂胶：

①配胶：A2-709胶由Ⅰ、Ⅱ两组份组成，配制前按Ⅰ：Ⅱ=48：52的比例称量，混合后搅拌均匀至气泡完全消失后方可使用，若有气泡或近似凝固状态，不可再用。

②绑扎：将四根引出线从弹性体的引线孔口推入使之从端部孔口出来，在引线孔的入口处用细棉线把引出线扎紧并绑在弹性体上，引出线应处于自然状态，不得拉紧。

③在应变片、补偿电阻的焊点和接线端子上涂一层AZ-709胶，连线和引出线靠近根部也用少许胶液粘在弹性体上，然后放入烘箱室温升至80℃，保温2小时使之固化。

④将弹性体放在贴片盒内，在应变计、补偿电阻盒接线端子上涂一薄层南大704硅橡胶，边沿处用牙签拨动，静置4小时室温晾干，注意不能掺入杂物或胶液流出粘贴面外。

本工艺方法经实际检验使用，传感器精度可达到1‰以上，稳定性良好。