一种适用于轧制力传感器的应变计及其制造方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电阻应变计技术领域，特别涉及一种适用于乳制力传感器的应变计及其制造方法。
【【背景技术】】
[0002]近年来，国内外冶金行业各大钢厂为了提升板材、带材厚度均匀型和产品质量，开始逐步采用传感器测量和控制乳制力，以达到乳制力精准、均匀和一致，这种传感器按照原理可分为压电晶体式和应变式两种，本发明主要涉及应变式乳制力传感器。
[0003]应变式乳制力传感器有多种结构，主要有T型结构、蝶形结构、圆形结构和矩形结构等，它们有一个最显著的共同特点:均采用了“高深宽比孔洞”设计理念，即在乳制力传感器弹性体区域均匀设计、分布“高深宽比”的应变孔洞，然后将应变计按照等距均匀粘贴到应变孔洞中，由其测量乳制力产生的应力应变，从而达到测量和控制乳制力的目的。如此设计有很多优点，但使得应变式乳制力传感器的生产制造难度大大增加，对孔洞内壁表面的应变计安装带来了很多困难，很难保证应变计一致性和等距安装，传感器稳定性、可靠性、一致性很难保证。
[0004]从目前所公开的信息和行业实际情况来看，应变式乳制力传感器所用的电阻应变计都为普通应变式传感器所用的电阻应变计，即单一小尺寸电阻应变计。这种电阻应变计为现有的常规电阻应变计，对于普通应变式传感器常规结构而言，一般会使用2?8片应变计，制成万分之几、十万分之几等不同精度的应变式传感器。
[0005]然而对于应变式乳制力传感器而言，一般在弹性体上会有8?32个深度不一、尺寸相同的盲孔或通孔，每个盲孔或通孔会有4?6片应变计均匀等距分布在孔壁上，这样导致常规单一电阻应变计的安装难度、工艺要求等非常高，往往无法保证应变计的安装质量和安装位置，从而直接影响到乳制力传感器的质量、精度和稳定性、可靠性。
[0006]从乳制力传感器制造工艺角度来讲，一般要求在“高深宽比”孔洞内壁已安装好的电阻应变计需相互串联、相互等距、相互平行、并在一条直线上保持较高的直线度。但是，目前利用普通电阻应变计进行乳制力传感器制造存在很多问题，具体如下:
[0007]1.单个离散的应变计安装后再逐个串联是非常困难。现有的解决方法为在安装应变计之前先给应变计带足够长的导线，然后再带着导线一起安装应变计，应变计安装好之后，将导线固定在孔洞外侧，再进行串联连接。这种方法的缺点是带长导线安装，增加了孔洞内应变计安装的困难，而且也引入了长导线所带来的误差，降低了传感器精度。
[0008]2.多个应变计安装后相互等距。现有的单个离散的应变计安装方法很难保证安装之后每个应变计之间的间距是等距的。
[0009]3.多个应变计安装后相互平行。现有的单个离散的应变计安装方法很难保证安装之后每个应变计之间相互平行，实际安装之后其平行度很差，最终表现为直接影响乳制力传感器的性能。
[0010]4.多个应变计安装后必须布置在一条直线上。现有的单个离散的应变计安装方法很难保证安装之后每个应变计位置在一条直线上，实际安装好之后应变计所处位置点组成的直线，其直线度较差，最终表现为直接影响乳制力传感器的性能。
[0011]多个应变计安装绝对定位要准确。现有的单个离散的应变计安装方法很难保证安装之后每个应变计相对弹性体的绝对定位。定位难度大，安装工艺复杂，可靠性不易控制，返工率大，成本较高。
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【发明内容】
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[0012]针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种乳制力传感器的应变计及其制造方法，该应变计安装方便、定位准确，能够有效保证多个电阻应变计之间可靠串联、间距等距、纵向平行、横向在一条直线上、与弹性体相对位置定位准确。。
[0013]本发明通过以下技术方案来实现的:
[0014]一种适用于乳制力传感器的应变计，包括电阻应变计、柔性连线板、连接线和防护膜；所述的电阻应变计通过胶粘剂层固定在柔性连线板上；柔性连线板的连线端与电阻应变计的焊盘通过连接线相连接；所述防护膜覆盖在电阻应变计和柔性连线板上，并通过密封胶层进行密封粘接，防护膜的覆盖面积大于电阻应变计和柔性连线板整体的上表面积。
[0015]作为本发明的进一步改进，所述柔性连线板采用厚度与电阻应变计厚度相当、底衬为聚酰亚胺基底的柔性电路板，柔性电路板上并行设置两条导线，两条导线外围设置有边框线，其中一条导线上等距离设置若干个断口，形成连线端；该两条导线一端相互连接，另一端断开形成信号引出端；所述电阻应变计设置在柔性连线板的连线端处。
[0016]作为本发明的进一步改进，所述电阻应变计和柔性连线板上设置有相互定位用的对位标志，所述电阻应变计上设置有三个上对位标和三个定位标，上对位标为“L”型或倒“T”型，三个上对位标等间距排列，三个定位标分别指向三个方向；所述柔性连线板的边框线对应连线端的位置上设有四个与上对位标相对应的下对位标，下对位标为正方形。
[0017]作为本发明的进一步改进，所述连接线设置有应力环，采用圆弧状的扁丝制成；圆弧状的扁丝的截面高度不大于0.1Omm,圆弧状扁丝的圆弧直径大于电阻应变计焊盘与柔性连线板的连线端之间距离的1.1?4倍。
[0018]作为本发明的进一步改进，所述防护膜采用厚度为8 μ m?30 μ m的改性酚醛或聚酰亚胺防护膜；
[0019]所述密封胶层采用热固化型应变胶，所述热固化型应变胶为环氧树脂胶粘剂；
[0020]所述连接线为铜丝、镀银铜丝或镀金铜丝。
[0021]作为本发明的进一步改进，防护膜外周裁剪成具有临时辅助固定作用的防护膜鳍片。
[0022]一种适用于乳制力传感器的应变计的制造方法，包括如下步骤，
[0023]步骤a，用胶粘剂将电阻应变计粘贴在柔性连线板上，通过电阻应变计和柔性连线板上的对位标志进行对位和定位；
[0024]步骤b，然后通过高温加热加压装置，使粘贴柔性连线板和电阻应变计的胶粘剂半固化或完全固化，进而将电阻应变计粘接在柔性连线板的预定位置上；
[0025]步骤C，用连接线将电阻应变计的焊盘与柔性连线板的连线端钎焊连接，保持低平的焊锡高度，焊锡焊接点需圆润和光滑；
[0026]步骤d，在电阻应变计表面和柔性连线板表层覆盖面积大于电阻应变计和柔性连线板的防护膜；所述防护膜通过胶粘剂高温固化后与电阻应变计和柔性连线板密封粘接在一起;
[0027]步骤e，将与防护膜形成整体的电阻应变计和柔性连线板进行外形裁剪；在整体的应变计成形后进行裁剪，所裁剪的外形实体为防护膜和柔性连线板；防护膜裁剪成具有临时辅助固定作用的防护膜鳍片；
[0028]步骤f，经检验，将外观存在缺陷的废品剔除，合格品进行清洁、测阻和分拣，最终测试合格的即可作为乳制力传感器的应变计。
[0029]作为本发明的进一步改进，步骤a之前，须将电阻应变计和柔性连线板用有机溶剂进行清洁和干燥处理，干燥温度60°C?80°C，时间8分钟?20分钟。
[0030]作为本发明的进一步改进，步骤a中，对位时需借助辅助放大装置，参照上对位标和下对位标进行对位；定位时需要借助辅助放大装置和镊子或杆状工具进行微调整电阻应变计与柔性连线板的相对位置，通过定位标进行定位。
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