加速度計的粘接式安裝方法
本文將闡述加速度計的粘接式安裝方法，MEAS的工程師在這個應(yīng)用領(lǐng)域中進(jìn)行了許多調(diào)查研究并得出結(jié)論：正確的加速度計粘接方法是十分重要的。這些信息將有助于測試工程師在粘接一些特殊類型的傳感器時能有更好的指導(dǎo)并取得更好地效果。
　　2.背景：
     測試工程師和技師們常常會問：如何避免在安裝被測物體表面上打孔而進(jìn)行加速度計的安裝？例如合鈑金材料表面安裝時厚度不足，在一塊很小的表面區(qū)域中存在著很多不平整的結(jié)構(gòu)，多樣性的安裝方式使得加速度計的安裝方式具有很大的隨意性，在這種狀況下我們使用粘接劑粘合加速度計是最合適的安裝方式壓力傳感器。
     測試人員會考慮在什么樣的環(huán)境下采用什么類型的粘接劑更符合測試要求。加速度計的自然頻率由粘接的耦合程度決定，選擇正確的粘合劑將是很重要的一步。有些重要的問題是必須要考慮的是：加速度計的重量，測試時的頻率和帶寬，測試時的振幅和溫度。還要考慮一些測試過程中會出現(xiàn)的問題：正弦曲線的受限和測試中出現(xiàn)的隨機(jī)振動。通常，工程師和技師將會根據(jù)測試不同的需求選擇合適的粘接劑來粘接加速度計。
     這些粘接劑包括：氰基丙烯酸鹽，磁鐵，雙面膠帶，石蠟，熱粘接劑等，問題的關(guān)鍵在于如何能夠有效的使用這些粘接劑。下面我們會詳細(xì)地闡述這些問題。在正弦振動測試過程中7104A和7508A是兩種典型的被廣泛應(yīng)用的加速度計，分別用氰基丙烯酸鹽,磁鐵，雙面膠帶，石蠟，熱粘接劑對它進(jìn)行粘接。一般在高溫控制室中進(jìn)行，用熱電偶來監(jiān)控烤箱中的溫度，以此來檢驗加速度計在惡劣環(huán)境下的頻率響應(yīng)。
　　３.建議：
     在加速度計的粘接過程中，粘合劑的使用量對在加速度計能否達(dá)到良好的頻率響應(yīng)中起到很關(guān)鍵的作用。在一塊小的薄膜上盡可能的用最少的粘接劑粘接加速度計將會使得加速度計頻率響應(yīng)傳送性最好。在安裝傳感器之前要用碳?xì)浠先芤海ū热纾篖octite? X-NMS）來清潔其要安裝的表面，在安裝傳感器的時候通常要用到氰基丙烯酸鹽, 磁鐵，雙面膠帶，石蠟，將其均勻地涂抹在粘接加速度計被粘表面，不能太厚或太薄，合適的厚度會起到良好的粘接效果。熱粘接劑的使用有很多的注意事項，最重要的是要注意安裝過程中熱粘接劑的凝固時間。
　　7104A和7508A是兩種最具有代表的普通加速度計。7104A重8.6克，在測試高頻振動時，頻率響應(yīng)在1－12K HZ。7508A重3.6克，在使用氰基丙烯酸鹽粘接到高頻振動臺的時候，頻率響應(yīng)在1－5KHZ。
 
粘接劑安裝方法介紹：
磁鐵
　　用磁鐵來安裝加速度計是一種十分方便和容易操作的方法，然而使用這種方法安裝加速度計會降低可用的頻率帶寬。磁鐵不會隨著環(huán)境的影響而被改變，但是磁鐵的安裝將會大幅的降低共振的頻率，在特殊材料表面用磁鐵安裝加速度計可能會導(dǎo)致失效。例如7104A，從螺栓安裝轉(zhuǎn)換到磁鐵安裝時頻率范圍將會從15KHZ減少到3.4KHZ。因此，磁鐵安裝常被用于低頻測試。加速度計重量大于50克時，將可以考慮用磁鐵安裝。這些加速度計一般有很高的靈敏度和很窄的帶寬。這個時候磁鐵引起的共振是可以忽略不計的，磁鐵的額外重量將會加重運(yùn)動物體負(fù)荷，測量時應(yīng)該考慮此重量對測量造成的誤差。
　　優(yōu)點：
　　1.使用方便
　　2.使用溫度范圍寬
　　3.支撐重量良好
　　4.可改變尺寸
　　劣勢：
　　1.帶寬變小
　　2.在使用磁鐵粘接加速度計時需要十分的謹(jǐn)慎。
　　警告：
　　1．在一個平坦堅硬的表面上撞擊加速度計是很容易造成加速度計的毀壞。
　　2．高頻沖擊將會的損壞加速度計。
　　3.．安裝加速度計時應(yīng)把磁鐵外緣先與安裝面接觸，再將加速度計緩慢地放下到在被測物體的表面。
　　氰基丙烯酸鹽（俗稱502膠）
　　MEAS的測試傳感器中一個加速度計的重量一般小于10克，這是它們的優(yōu)勢所在，在7104A和7508A兩種傳感器的粘接都可以使用氰基丙烯酸鹽的粘合劑，使用溫度范圍通常在-18°C 到 +121°C之間。氰基丙烯酸鹽的粘合劑也可用于121°C之上，通常能達(dá)到177°C。它是一種用于粘合堅固塑料的膠液，這種膠液可用于粘接金屬，玻璃，橡膠和各種塑料。使用氰基丙烯酸鹽的稀釋劑可以加快凝固時間。通常氰基丙烯酸鹽用來粘接鋁，不銹鋼。甲基氰基丙烯酸鹽通常被推薦用來粘接和固定金屬和玻璃。氰基丙烯酸酯在其他材料方面的效果如何，我們還需要做進(jìn)一步的測試。
　　優(yōu)點：
　　1.室溫時粘接效果好，凝固時間較快。
　　2.頻率響應(yīng)寬，溫度范圍寬。
　　缺點：
　　1.在拆卸傳感器之前，需要用(Loctite? X-NMS)溶劑溶解膠也才能取下傳感器。
　　2.拆卸時間長。
　　3.不能在粗糟表面上使用。
 
　　石蠟
　　石蠟是一種可以用于低溫或常溫的粘接劑，和氰基丙烯酸鹽一樣，在應(yīng)用溫度范圍的內(nèi)都能有很好的頻率響應(yīng)。
　　建議：
　　在我們選用石蠟作粘接劑時候，特別要了解清楚它的最大粘接強(qiáng)度是多少：如果在一塊光滑的鋼鐵表面使用的時候，大概是15psi。也就是說粘接面積在0.625英寸，在大約20g-pk情況下可以粘接＜100克的加速度計。蠟的厚度應(yīng)該是在0.125英寸以下，最好在0.1英寸以下。
　　以下公式可以計算粘接的頻率特性：
　　fn = 3.13 √(AE/tW)
　　fn=自然頻率
　　A＝安裝加速度計下石蠟區(qū)域的平方數(shù)（單位：英寸）
　　t＝上蠟的厚度（單位：英寸）
　　E＝上蠟的彈力系數(shù)（單位：psi）
　　W＝加速度計的重量（單位：英鎊）
　　優(yōu)勢：
　　1.使用方便
　　2.攜帶方便（可以直接放入口袋）
　　3.粘接迅速
　　4.拆卸方便，迅速
 
　　漂白蠟 7036
　　另一種粘接劑是用漂白蠟 7036。這是一種很好使用的加速度計粘接劑，用來固定像7100A系列的產(chǎn)品。在連續(xù)的高頻振動下漂白蠟有良好的傳送性和支撐性，可使用的最大溫度是70℃。超過70℃時候，石蠟就會變軟從而影響頻率響應(yīng)。
粘接時使用的方法是加熱需要粘接的地方使溫度到達(dá)200℃，當(dāng)石蠟變軟時粘上加速度計即可，然后等石蠟完全冷卻凝固，這時加速度計就固定好了。
　　漂白蠟安裝有很好的長期穩(wěn)定性，但要注意的是丙酮可以很容易的清除它。使用前清理干凈粘接的表面，因為雜質(zhì)會影響到加速度計的粘接效果。
 
　　雙面膠帶
　　雙面膠帶有良好的溫度使用范圍，它類似于氰基丙烯酸鹽粘合劑可以直接粘合。使用溫度范圍在－18℃~+93℃，適合于7104A型號。
　　優(yōu)點：
　　1.使用方便
　　2.溫度使用范圍寬
　　缺點：
　　1.振幅范圍有限
　　2.當(dāng)粘接較高或頂置接頭的加速度計時，電纜的運(yùn)動會影響加速度計精度。
 
　　熱粘接劑（熱熔膠）
　　熱粘接劑溫度使用的范圍在－18℃~＋93℃，高于93℃時，熱粘接劑將會失去它的硬度，頻率響應(yīng)將會受到影響。在粘接的方法上熱粘接劑需要更多的注意，特別是在高頻使用的時候，在小于2HZ時候我們可以正常的使用。熱粘接劑的頻率范圍將會隨著測試溫度的降低而增加。這種粘接方法已經(jīng)被廣泛的使用，因為它可用于很多材料，甚至我們可以使用手提膠槍。
　　優(yōu)點：
　　1.使用方便
　　2.粘接迅速
　　3.粘接時間快，容易清除
　　缺點：
　　考慮到粘接的時間需要十分短，如果要確保良好的頻率響應(yīng)，這就要求用戶必須十分迅速的粘接加速度計，當(dāng)粘接劑被涂到安裝面上以后必須盡快的粘接，而且必須注意的是安裝時溫度不能超過＋93℃。
 
　　綜述：
　　1.在接近最大極限溫度時最好不要用粘接劑，應(yīng)該延遲一段時間再使用，否則會使粘接劑本身被損壞，導(dǎo)致粘接劑抗拉強(qiáng)度降低。
　　2.當(dāng)我們要用粘接法安裝加速度計時，所有極限因素都要考慮進(jìn)去。
結(jié)術(shù)語：
　　當(dāng)工程師和技師確定選擇使用粘接劑來安裝加速度計的時候，應(yīng)該先要考慮使用什么樣的粘接劑可以快速粘接加速度計，并且有盡量寬的頻率范圍和盡量寬的溫度范圍。在-18°C ~ +121°C時，頻率曲線沒有太大的差異，在低溫<+54°C時，選擇石蠟要比選擇氰基丙烯酸鹽粘接劑好，用一層石蠟的薄膜粘接就可以得到很寬的頻寬。當(dāng)溫度在+93°C之上時，雙面膠帶粘接是一種比較合適的方式；但在低溫下用雙面膠帶在粘接的時候，相同的重量加速度計也會出現(xiàn)不同的特征，因此必須要注意這種粘接方式。當(dāng)溫度小于+93°C時，我們將會排除使用氰基丙烯酸鹽粘接和雙面膠帶的粘接方式。可以使用熱粘接劑，但必須使用迅速，避免冷卻后影響到加速度計的頻率響應(yīng)。由于磁鐵安裝會影響到加速度計的高頻響應(yīng)，因此而我們規(guī)定了磁鐵安裝僅僅被用于低頻模式，磁鐵安裝好處是環(huán)境溫度將不會影響加速度計的性能。更多傳感器文章請見http://www.neohoutdoors.com