測力傳感器的零點輸出并非固定不變。在理想狀態(tài)下,當沒有外力施加時,測力傳感器的零點輸出理論上應為零,但在實際應用中,多種因素會導致其零點輸出發(fā)生變化。
從傳感器自身特性角度來看,制造工藝中的殘余應力影響顯著。彈性元件在毛坯鍛造、機械加工、熱處理、表面打磨、電阻應變計粘貼和加壓固化等工藝過程中,會產生各種殘余應力。隨著時間推移以及使用條件的變化,這些殘余應力不斷松弛釋放,從而造成測力傳感器的性能波動,其中就包括零點輸出的不穩(wěn)定 。舉例來說,如果在生產過程中,對彈性體的回火處理工藝不當,未能有效消除殘余應力,那么在后續(xù)使用時,零點輸出就可能逐漸發(fā)生漂移。
內部元件老化也是不容忽視的因素。隨著使用時間增加,傳感器內部的電阻應變片等元件會逐漸老化,其物理特性發(fā)生改變,進而影響零點輸出。比如電阻應變片長期使用后,其電阻值可能會出現緩慢變化,即使沒有外力作用,也會導致惠斯登電橋的平衡狀態(tài)改變,使零點輸出不再穩(wěn)定。
環(huán)境因素同樣會對零點輸出產生作用。溫度變化是常見且影響較大的環(huán)境因素,由于材料的熱脹冷縮特性,溫度改變會使傳感器的結構尺寸發(fā)生微小變化,導致彈性元件的應力狀態(tài)改變,進而影響零點輸出。像在高溫環(huán)境下,粘貼電阻應變計的粘結劑膠層可能會變軟,降低粘結強度和剛度,引發(fā)零點漂移 。另外,濕度也有影響,如果防護密封不良,電阻應變計及應變粘結劑膠層會吸收空氣中的水分而增塑,造成粘結強度和剛度下降,引起零點漂移和輸出無規(guī)律變化,嚴重時甚至導致測力傳感器失效。
安裝與使用方式也和零點輸出穩(wěn)定性有關。安裝時,如果單耳接頭的擰緊程度不同,零點輸出會受到影響 。當連接耳片的螺紋桿頂端接觸測力傳感器彈性體時,螺紋桿對彈性體的擠壓程度不同,零點變化的幅值就不同,擠壓越強,零點變化越大。在使用過程中,如果傳感器頻繁受到過載沖擊,內部結構可能受損,零點輸出也會發(fā)生改變。
測力傳感器的零點輸出會受到制造工藝、元件老化、環(huán)境以及安裝使用等多方面因素影響,并非固定不變。在實際應用中,需要綜合考慮這些因素,采取諸如優(yōu)化制造工藝、進行溫度補償、正確安裝和合理使用等措施,來盡可能減小零點輸出變化帶來的測量誤差,保障測力傳感器測量結果的準確性。