تحليل أسباب اختلافات الدقة في مستشعرات الوزن للمواد الخام في نفس الدفعة

تحليل أسباب اختلافات الدقة في مستشعرات الوزن للمواد الخام في نفس الدفعة

1. الانحراف في دقة القطع
    
   على الرغم من أن معدات التشغيل الآلي باستخدام الحاسب الآلي تتمتع بدقة عالية، إلا أن تآكل الأدوات بعد التشغيل طويل الأجل (مثل تبلد حواف قاطع الطحن) وأخطاء تحديد المواقع في التركيبات (مثل إزاحة تثبيت الجسم المرن بمقدار 0.005 مم بسبب تآكل التركيبات) ستتسبب في اختلافات في الأبعاد في "منطقة الإجهاد" (منطقة رئيسية للصق مقاييس الإجهاد) للأجسام المرنة من نفس الدفعة. على سبيل المثال، قد تتقلب منطقة الإجهاد المصممة بسمك 5 مم بين 4.995 مم و 5.005 مم بعد المعالجة الفعلية. مقابل كل انحراف بمقدار 0.001 مم في سمك منطقة الإجهاد، ستتغير حساسية التشوه بحوالي 0.2٪، مما يؤثر بشكل مباشر على الخطية لإشارة خرج المستشعر.
2. خشونة السطح غير المتساوية
    
   تتطلب لصق مقاييس الإجهاد متطلبات عالية للغاية لخشونة سطح الجسم المرن (تتطلب Ra0.8-0.4μm). إذا كانت سرعة عجلة الطحن غير مستقرة أثناء عملية التلميع (مثل التقلب من 3000 دورة في الدقيقة إلى 3200 دورة في الدقيقة) أو كان ضغط التلميع غير متسق، فسيكون لبعض أسطح الجسم المرن خدوش صغيرة أو عدم استواء، مما يؤدي إلى اختلافات في درجة الترابط بين مقاييس الإجهاد والجسم المرن. ستنتج الأجزاء ذات الترابط غير الكافي "تأخر الإشارة"، مما يؤدي إلى زيادة أخطاء التكرار للمستشعر (على سبيل المثال، بعض المنتجات لديها خطأ تكرار يبلغ 0.02٪ FS، وبعضها يصل إلى 0.04٪ FS).
3. التقلبات في عملية المعالجة الحرارية
    
   على الرغم من أن الأجسام المرنة من نفس الدفعة يتم تلدينها في نفس الفرن، فإن توزيع درجة الحرارة غير المتكافئ في الفرن (مثل درجة حرارة أساسية تبلغ 850 درجة مئوية ودرجة حرارة حافة تبلغ 830 درجة مئوية) والاختلافات في سرعة التبريد (مثل الأجسام المرنة بالقرب من باب الفرن تبرد بشكل أسرع) ستؤدي إلى هياكل حبيبية داخلية غير متسقة للمعادن، مما يتسبب في تقلبات في معامل المرونة (على سبيل المثال، معامل المرونة القياسي هو 200 جيجا باسكال، ونطاق التقلب الفعلي هو 198 جيجا باسكال -202 جيجا باسكال). ستؤثر الاختلافات في معامل المرونة بشكل مباشر على العلاقة التناسبية بين التشوه والوزن، مما يظهر في النهاية على شكل انحراف في النطاق.

ثانياً: رابط تجميع المكونات: تراكب التباين والانحرافات التشغيلية بالإضافة إلى الجسم المرن، فإن التباين المتأصل للمكونات الأساسية مثل مقاييس الإجهاد ومقاومات التعويض، بالإضافة إلى انحرافات التشغيل اليدوي أثناء عملية التجميع، هي مصدر آخر مهم لاختلافات الدقة. (أ) التباين المميز للمكونات الأساسية
الاختلافات في أداء مقاييس الإجهاد
على الرغم من أن مقاييس الإجهاد من نفس الدفعة تحمل علامة "عامل القياس 2.0±0.1"، فقد يتقلب عامل القياس الفعلي بين 1.95-2.05 في الاختبار. في الوقت نفسه، فإن المعامل الحراري (معلمة أداء تتأثر بدرجة الحرارة) لمقاييس الإجهاد له أيضًا تباين (على سبيل المثال، المعامل الحراري لبعض المنتجات هو 5 جزء في المليون/درجة مئوية، وبعضها يصل إلى 8 جزء في المليون/درجة مئوية). ستؤدي هذه الاختلافات إلى: حتى لو كان تشوه الجسم المرن هو نفسه، فإن الإشارات الكهربائية التي تخرجها مقاييس الإجهاد المختلفة مختلفة، مما يظهر في النهاية على شكل اختلافات في انحراف الصفر للمستشعر وخطأ النطاق.
انحراف الدقة لمقاومات التعويض
تحتاج مقاومات تعويض درجة الحرارة إلى مطابقة مقاييس الإجهاد لتعويض تأثيرات درجة الحرارة. على الرغم من أن مقاومات التعويض من نفس الدفعة تحمل علامة "دقة ±0.1٪"، فقد تكون هناك اختلافات طفيفة في قيم المقاومة الفعلية (على سبيل المثال، مصممة كـ 1 كيلو أوم، فعلية 999.8 أوم -1000.2 أوم). ستؤدي انحرافات المقاومة إلى تأثيرات تعويض غير متسقة - بعض المستشعرات لديها انحراف صفري ≤0.002٪ FS/درجة مئوية في درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة، بينما يصل البعض الآخر إلى 0.005٪ FS/درجة مئوية، مما يؤثر على استقرار الدقة.
(ب) الانحرافات البشرية في عمليات التجميع
الاختلافات في الموضع والضغط للصق مقياس الإجهاد
تحتاج مقاييس الإجهاد إلى لصقها بدقة في مركز منطقة الإجهاد للجسم المرن (الانحراف ≤0.1 مم). ومع ذلك، أثناء اللصق اليدوي، إذا كانت علامات تحديد المواقع غير واضحة أو كان ضغط كتلة الضغط غير مستقر (على سبيل المثال، تطبق بعض المنتجات ضغطًا يبلغ 0.1 ميجا باسكال، ويطبق البعض الآخر 0.15 ميجا باسكال)، فسيتم إزاحة مقاييس الإجهاد أو يكون لها درجات مختلفة من الترابط المحكم. ستؤدي مقاييس الإجهاد المعوضة إلى "التقاط خاطئ" لتشوه المناطق غير المستهدفة، مما يزيد من الانحراف بين إشارة الخرج والوزن الفعلي. الترابط غير الكافي عرضة لـ "الاتصال الافتراضي للإشارة"، مما يؤدي إلى زيادة أخطاء التكرار.
التقلبات في جودة لحام الرصاص
ستؤدي الاختلافات في درجة حرارة المكواة (على سبيل المثال، تم ضبطها على 320 درجة مئوية، وتقلب فعلي يبلغ 20 درجة مئوية) ووقت اللحام (على سبيل المثال، قياسي 1 ثانية، فعلية 0.8-1.2 ثانية) أثناء اللحام إلى مقاومات وصلات لحام مختلفة (على سبيل المثال، بعض مقاومات وصلات اللحام هي 0.1 أوم، وبعضها 0.3 أوم). ستؤدي انحرافات مقاومة وصلة اللحام إلى إدخال فقدان إشارة إضافي، مما يقلل من سعة إشارة الخرج لبعض المستشعرات، وبالتالي يؤدي إلى نطاق غير كافٍ (على سبيل المثال، الإخراج القياسي هو 2 مللي فولت/فولت، وبعض المنتجات هي 1.95 مللي فولت/فولت فقط).

1. تأثير درجة الحرارة على معالجة المواد اللاصقة
    
   يجب معالجة مادة راتنجات الإيبوكسي اللاصقة المستخدمة للصق مقاييس الإجهاد في فرن بدرجة حرارة ثابتة عند 60-80 درجة مئوية. إذا كان توزيع درجة الحرارة في الفرن ذي درجة الحرارة الثابتة غير متساوٍ (مثل فرق درجة الحرارة البالغ 5 درجات مئوية بين الأجزاء العلوية والسفلية) أو كان هناك انحراف في التحكم في وقت المعالجة (مثل معيار 3 ساعات، فعلية 2.5-3.5 ساعات)، ستكون درجة معالجة المادة اللاصقة مختلفة. ستتقلص المادة اللاصقة غير المعالجة بشكل كافٍ ببطء في الاستخدام اللاحق، مما يتسبب في إزاحة طفيفة بين مقياس الإجهاد والجسم المرن، مما يؤدي إلى انحراف صفري للمستشعر. ستجعل المعالجة المفرطة المادة اللاصقة هشة، مما يؤثر على كفاءة انتقال الإجهاد ويؤدي إلى انحراف الخطية.
2. تأثير الرطوبة على أداء العزل
    
   يحتاج رابط تجميع الدائرة إلى التأكد من أن مقاومة العزل ≥500 ميجا أوم. إذا كانت رطوبة ورشة العمل تتقلب (مثل RH40٪ -60٪ القياسي، RH30٪ -70٪ الفعلي)، فعندما تكون الرطوبة مرتفعة، فإن سطح الجسم المرن عرضة لامتصاص الرطوبة، مما يؤدي إلى انخفاض مقاومة العزل بين الدائرة والجسم المرن. سيكون لبعض المستشعرات تسرب للإشارة بسبب مقاومة العزل غير الكافية (مثل 300 ميجا أوم فقط)، مما يقلل من استقرار إشارة الخرج وبالتالي يؤثر على الدقة.
    
   (ب) التأثير العشوائي للتداخل الكهرومغناطيسي
    
   تولد محولات التردد ومعدات اللحام في ورشة العمل إشعاعًا كهرومغناطيسيًا أثناء التشغيل. إذا كان محطة تجميع المستشعر قريبة من مصدر التداخل (مثل بعض المحطات على بعد 3 أمتار من محول التردد، وبعضها على بعد 5 أمتار)، أو لم يتم اتخاذ تدابير الحماية (مثل عدم تغطية بعض الكابلات بأنابيب معدنية مموجة)، فسوف يتداخل التداخل الكهرومغناطيسي في الدائرة. سيكون للمستشعرات ذات التداخل القوي تشابك مختلط في إشارات الخرج الخاصة بها، مما يؤدي إلى "إشارات خاطئة" يتم الحكم عليها خطأ على أنها إشارات صالحة أثناء عملية المعايرة، مما يؤدي في النهاية إلى زيادة انحراف الدقة بعد المعايرة (على سبيل المثال، بعض المنتجات لديها خطأ خطي يبلغ 0.03٪ FS، وبعضها يصل إلى 0.06٪ FS).

رابعاً: رابط المعايرة: انحرافات طفيفة في التشغيل والمعدات المعايرة هي رابط رئيسي "لإضفاء" الدقة على المستشعرات. إذا كانت معدات المعايرة تفتقر إلى الدقة أو لم تكن عملية التشغيل موحدة، حتى لو كانت الروابط السابقة متسقة، فسوف يؤدي ذلك إلى اختلافات في الدقة النهائية. (أ) تقلب الدقة في معدات المعايرة
انحراف الدقة للأوزان القياسية
تتطلب المعايرة استخدام أوزان قياسية بدقة أعلى بثلاث درجات من دقة المستشعر (على سبيل المثال، إذا كان المستشعر من الدرجة 0.1، فيجب أن يكون الوزن من الدرجة 0.01). ومع ذلك، فإن نفس مجموعة الأوزان ستتآكل بعد الاستخدام طويل الأجل (على سبيل المثال، يزن وزن 10 كجم فعليًا 9.998 كجم -10.002 كجم). إذا لم تتم معايرة الأوزان بانتظام، فسيكون لـ "الوزن القياسي" المطبق اختلافات. على سبيل المثال، عند تطبيق وزن "10 كجم" على نفس مجموعة المستشعرات، فإن الأوزان الفعلية هي 9.998 كجم و 10.002 كجم على التوالي، وسيكون للمستشعر انحراف في النطاق يبلغ ±0.02٪ FS بعد المعايرة.
أخطاء مقعد المعايرة والأدوات
يحتاج مقعد المعايرة إلى ضمان الاستواء (خطأ ≤0.1 مم/م). إذا تشوه سطح المقعد بعد الاستخدام طويل الأجل (مثل انخفاض محلي بمقدار 0.05 مم)، فسوف يتسبب في قوة غير متساوية على الجسم المرن. إذا كان أداة الحصول على الإشارة المستخدمة للمعيرة (مثل مقياس متعدد) لديها انحراف في الدقة (مثل زيادة الخطأ من 0.01٪ إلى 0.02٪)، فسوف يؤدي ذلك إلى انحراف في قراءة الإشارة. سيتم نقل أخطاء المعدات هذه مباشرة إلى نتائج معايرة المستشعر، مما يؤدي إلى اختلافات في الدقة.
(ب) اختلافات العملية في عملية المعايرة
الانحراف في وقت التسخين المسبق وتسلسل التحميل
تحتاج المستشعرات إلى التسخين المسبق لمدة 30 دقيقة قبل المعايرة. إذا تم تسخين بعض المنتجات مسبقًا لمدة 20 دقيقة فقط، فإن الدائرة لا تصل إلى حالة عمل مستقرة، مما يؤدي إلى انحراف صفري. عند تحميل الأوزان، إذا تم تحميل بعض المنتجات بترتيب "20٪ -40٪ -60٪ -80٪ -100٪" وتم تحميل البعض الآخر بترتيب "100٪ -80٪ -60٪ -40٪ -20٪"، ولم يتم التحكم في سرعة التحميل بشكل صارم (مثل التسبب في تشوه التأثير السريع للتحميل)، ستختلف إشارات الخرج تحت نفس الوزن، مما يؤثر على نتيجة معايرة الخطية.
انحراف الحكم البشري في تعديل المعلمات
أثناء المعايرة، يجب تعديل مقاومات تعويض نقطة الصفر والنطاق يدويًا، ويعتمد التعديل على حكم المشغل لقراءة الأداة (على سبيل المثال، الإخراج القياسي هو 2.000 مللي فولت/فولت، ويتوقف بعض المشغلين عند التعديل إلى 1.998 مللي فولت/فولت، ويقوم البعض الآخر بالتعديل إلى 2.002 مللي فولت/فولت). سيؤدي انحراف الحكم الدقيق هذا إلى معايير إشارة خرج غير متسقة لنفس مجموعة المستشعرات، مما يؤدي في النهاية إلى اختلافات في الدقة.

ملخص: اختلاف الدقة في خلايا الحمل من نفس مجموعة المواد الخام هو في الأساس نتيجة لـ "التأثير التراكمي للانحرافات الطفيفة": من التقلبات الأبعاد على مستوى الميكرون في معالجة الجسم المرن، إلى التباين المميز لمقاييس الإجهاد، ثم إلى الانحرافات الطفيفة في المتغيرات البيئية وعمليات المعايرة، سيتم نقل الاختلافات الصغيرة في كل رابط وتضخيمها، مما يؤدي في النهاية إلى دقة غير متسقة للمنتجات النهائية. لتقليل هذا الاختلاف، يجب بذل الجهود من ثلاثة جوانب: أولاً، تقديم معدات آلية (مثل آلات لصق مقاييس الإجهاد الأوتوماتيكية وأنظمة المعايرة الذكية) لتقليل الانحرافات البشرية؛ ثانيًا، تحسين بيئة الإنتاج (مثل ورش العمل ذات درجة الحرارة والرطوبة الثابتة، ومحطات التدريع الكهرومغناطيسي) للتحكم في المتغيرات البيئية؛ ثالثًا، إنشاء نظام تتبع الجودة لعملية كاملة (مثل تسجيل المعلمات وحالة المعدات لكل عملية) لتحديد مصدر الانحرافات في الوقت المناسب. فقط من خلال "الإدارة المحسنة + ترقية الأتمتة" يمكن تقليل اختلاف دقة المنتجات في نفس الدفعة، وتحسين اتساق وموثوقية المستشعرات.