點(diǎn)膠沖擊力傳感器測量方法

介紹：

點(diǎn)膠，是一種工藝，也稱施膠、涂膠、灌膠、滴膠等，是把電子膠水、油或者其他液體涂抹、灌封、點(diǎn)滴到產(chǎn)品上，讓產(chǎn)品起到黏貼、灌封、絕緣、固定、表面光滑等作用。

現(xiàn)在電子產(chǎn)品點(diǎn)膠過程噴射頻率高、使用頻率頻繁、往往是自動(dòng)化批量生產(chǎn)，如點(diǎn)膠設(shè)備出現(xiàn)異常,產(chǎn)品會出現(xiàn)批量式的質(zhì)量溢出，驗(yàn)證影響電子產(chǎn)品的加工質(zhì)量。我司研發(fā)了一種基于點(diǎn)膠過程沖擊力測量的試驗(yàn)系統(tǒng)，系統(tǒng)可用于在設(shè)定預(yù)載荷下測量點(diǎn)膠閥的沖擊力，并根據(jù)客戶需求做出性能判斷。

設(shè)計(jì)目標(biāo)

1、 測量點(diǎn)膠閥活塞的沖擊力。

2、 測量點(diǎn)膠閥沖擊試驗(yàn)前的初始載荷。

3、 通過軟件自動(dòng)分析峰值偏差與合格判斷。

設(shè)計(jì)原理

測量系統(tǒng)由高速數(shù)據(jù)采集卡、高頻響應(yīng)沖擊力傳感器、靜載荷傳感器、試驗(yàn)框架、臺式計(jì)算機(jī)組成。

設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)：

1、 可測量壓電閥試驗(yàn)過程的初始載荷與沖擊載荷。

2、 在測量沖擊載荷時(shí)，通過鎖緊橫梁，增加了與活塞沖擊部分的剛度，避免了下方靜載荷傳感器的低剛度、低固有頻率對系統(tǒng)沖擊載荷測試的耦合影響。

3、 氣動(dòng)鎖緊采用平面夾持方式，幾乎不會產(chǎn)生橫梁的上下移動(dòng)，定位高。

采集卡：

數(shù)據(jù)采集：數(shù)據(jù)采集卡選用進(jìn)口高速數(shù)據(jù)采集卡，PCIE高速通訊，2通道模擬輸入，用于將傳感器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量并與計(jì)算機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)高速測量，詳細(xì)信息如下所示：

高速數(shù)據(jù)采集卡

基于PCI-E的多功能DAQ設(shè)備憑借STC3定時(shí)和同步技術(shù)、基于USB的高性能信號讀寫、*重新設(shè)計(jì)的機(jī)械外殼以及多核優(yōu)化的驅(qū)動(dòng)與應(yīng)用軟件，在性能上達(dá)到了一個(gè)新的高度。參數(shù)如下所示：

1、2路模擬差分輸入,1MS/s，16位分辨率

2、4條數(shù)字I/O線 (其中8條為1 MHz硬件定時(shí)線)

3、1路32位計(jì)數(shù)器/定時(shí)器, 針對PWM、編碼器、頻率、事件計(jì)數(shù)

采集卡優(yōu)點(diǎn)

1、 高采樣頻率，保證了點(diǎn)膠過程高速運(yùn)動(dòng)下采集完整的波形。

2、 采集卡內(nèi)置了靜載荷放大信號調(diào)理電路，不受外界工頻噪聲影響，靜載荷傳感器零漂、線性度、溫飄都可以保證。

3、 外置了沖擊力傳感器的信號調(diào)理模塊，可同時(shí)測量沖擊力與靜態(tài)載荷。

沖擊力傳感器：

沖擊力傳感器采用壓電式高頻率響應(yīng)的力傳感器，響應(yīng)頻率≥20kHz，保證沖擊力測量過程上升時(shí)間、頻率響應(yīng)足夠，不失真、不削波，準(zhǔn)確度可到±1%，傳感器量程1kN。

沖擊力傳感器

 軟件：

我司自主開發(fā)的沖擊測量軟件，兼容進(jìn)口與國產(chǎn)配置的多重硬件，適合不同工況下的沖擊力與壓力測量，可自動(dòng)觸發(fā)與停止，并在與多家公司合作后，聽取寶貴意見，不斷優(yōu)化。即可實(shí)現(xiàn)觸發(fā)顯示、觸發(fā)測量，又可通過頻譜曲線，分析傳感器的響應(yīng)頻率，高效真實(shí)，預(yù)留DIO接口，可修改軟件實(shí)現(xiàn)與外部開關(guān)信號的控制反饋。軟件具有數(shù)值顯示、曲線顯示、數(shù)據(jù)記錄、分析、報(bào)表、數(shù)據(jù)回查功能，可按照客戶需求進(jìn)行定制修改。

測量軟件

沖擊力測量參數(shù)：

傳感器準(zhǔn)確度在1%，重復(fù)性在0.2%，測量量程=量程*（20%-80%）之間，舉例，例如測量沖擊力的力為1000N，那么測量范圍是200-1000N之間，某次試驗(yàn)沖擊力顯示位置820N，則820N的準(zhǔn)確性為820±8.2N，其每次測量的重復(fù)性誤差為820±1.64N。

采集卡模數(shù)轉(zhuǎn)換位數(shù)為16位，其滿載分辨率2^16=65536碼,在1000N下分辨率為1000/65536=0.015N。

靜載傳感器測量參數(shù)：

考慮橫梁自重，選擇傳感器量程為1000N,靜載傳感器準(zhǔn)確度為0.5%,重復(fù)性為0.2%，則測量誤差=當(dāng)前測量值*0.5%。

采樣性能：

采集卡采樣速度為1MHz，1us采集一個(gè)點(diǎn)，保證可以測量100kHz的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

系統(tǒng)測量響應(yīng)頻率：

   傳感器固有頻率＞40kHz，其測量范圍為(40/3)Hz，等于13.3kHz，壓電閥往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度在1000Hz以內(nèi)，其結(jié)構(gòu)為長桿式結(jié)構(gòu)，估算其固有頻率在1000Hz以內(nèi)，傳感器固有頻率遠(yuǎn)高于其它結(jié)構(gòu)的頻率，使用中不會產(chǎn)生對其它結(jié)構(gòu)固有頻率的耦合影響。

使用壽命：

傳感器為壓電式無源結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生微弱的電荷信號進(jìn)行放大測量，其壽命高，我司可保證傳感器與采集卡在無外力損壞情況下，使用壽命達(dá)100000次以上。