專(zhuān)利名稱(chēng)：應(yīng)變片與測(cè)力元件的變形體的粘結(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有變形體和通過(guò)粘結(jié)層安裝在該變形體上的至少一個(gè)應(yīng)變片的測(cè)力元件，其中該至少一個(gè)應(yīng)變片具有布置在載體襯底上的應(yīng)變敏感的電阻軌道。本發(fā)明還涉及一種用于將應(yīng)變片粘結(jié)到變形體上的方法。
背景技術(shù)：
應(yīng)變片具有上面布置了金屬電阻軌道的載體襯底，該電阻軌道優(yōu)選通過(guò)已知的化學(xué)蝕刻方法制成具有曲折結(jié)構(gòu)的形狀。也布置在載體襯底上的是用于接觸該電阻軌道的連接器電極。該連接器電極通常與該電阻軌道一起在一個(gè)加工操作中制造，并且因此在大多數(shù)情況下它們具有相同的材料。電絕緣材料用于應(yīng)變片的該載體襯底。取決于應(yīng)用區(qū)域，載體襯底可以使用玻璃、陶瓷材料，在許多情形下可以使用聚合物、玻璃纖維增強(qiáng)聚合物或合成材料。應(yīng)變片是測(cè)量元件，其中機(jī)械變形導(dǎo)致電阻的變化因此用于測(cè)量產(chǎn)生該變形的力。
在稱(chēng)重技術(shù)領(lǐng)域中，例如，作用在變形體上的力導(dǎo)致變形，該變形通過(guò)應(yīng)變片轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。在根據(jù)這種原理工作的測(cè)力元件中，連接到變形體中可沿垂直方向移動(dòng)的負(fù)載接收器上的稱(chēng)重托盤(pán)上的載荷導(dǎo)致該負(fù)載接收器相對(duì)于變形體的空間上的固定部產(chǎn)生位移。在優(yōu)選實(shí)施例中，測(cè)力元件中使用的變形體具有通過(guò)位于平行四邊形四個(gè)角落處的薄材料部形成的四個(gè)彈性彎曲區(qū)域，這樣負(fù)載接收器布置成平行四邊形的沿垂直方向可動(dòng)的支腿，該支腿與優(yōu)選緊固到稱(chēng)的外殼上固定的同樣垂直平行四邊形支腿相對(duì)。在該薄彎曲區(qū)域產(chǎn)生的變形值通過(guò)至少一個(gè)應(yīng)變片根據(jù)電阻變化來(lái)進(jìn)行測(cè)量，其中該應(yīng)變片在大多數(shù)情況下通過(guò)電絕緣粘結(jié)層安裝到該彎曲區(qū)域之一上。
因?yàn)樗鼈兊膹椥蕴匦裕酆衔镆r底材料是用于稱(chēng)重技術(shù)領(lǐng)域中使用的應(yīng)變片的優(yōu)選的選擇，特別是聚酰亞胺，還有環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、密胺和酮。聚合物載體襯底具有剛度低的優(yōu)點(diǎn)，這樣它們的形狀可以較容易地適應(yīng)變形體。這特別地減少了粘結(jié)層上的機(jī)械應(yīng)力。對(duì)于聚合物襯底而言，發(fā)現(xiàn)當(dāng)剛性襯底粘結(jié)到變形體上時(shí)該粘結(jié)層很少產(chǎn)生滯后作用或破裂。另外，在應(yīng)變片具有曲折樣式的電阻軌道聚合物襯底的情況下，應(yīng)變片通過(guò)已知的方法可以為載荷信號(hào)的漂移提供補(bǔ)償，其中該方法是將該電阻軌道的返回回路設(shè)計(jì)具有適當(dāng)選取的形狀。此外，具有聚合物載體襯底的應(yīng)變片更易于處理并且生產(chǎn)成本更低。
在傳統(tǒng)的技術(shù)情況下，該粘結(jié)層使用環(huán)氧化合物，例如可從Vishay Micro-Measurements獲得的商標(biāo)為M-Bond 610或M-Bond43-B的環(huán)氧化合物。處于液態(tài)形式的這些粘結(jié)例如在室溫下使用刷子涂敷到彎曲區(qū)域處的變形體上。接著，將應(yīng)變片放在適當(dāng)?shù)奈恢蒙喜⑶以撜辰Y(jié)在爐中優(yōu)選在壓力下以及150℃至180℃之間的溫度下進(jìn)行硬化。在該升高的溫度下的暴露時(shí)間是幾個(gè)小時(shí)，通常6至8小時(shí)。
與使用這種粘結(jié)材料以及將該應(yīng)變片粘結(jié)到變形體上的方法有關(guān)的缺陷是一方面變形體在硬化過(guò)程中暴露在升高的溫度下時(shí)會(huì)向著非彈性效應(yīng)改變它的彈性特性，另一方面特別是在冷卻過(guò)程期間會(huì)在安裝的應(yīng)變片中聚集所謂的熱應(yīng)力。取決于硬化溫度和將導(dǎo)致這些壓力釋放的隨后的存儲(chǔ)溫度，這在一段延長(zhǎng)的時(shí)間周期即長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)月的時(shí)間中仍可觀測(cè)到。
例如商標(biāo)ORMOCER下的已知的無(wú)機(jī)—有機(jī)混合聚合物是新型的粘結(jié)材料，該材料由在分子級(jí)上彼此連接并且穿透的無(wú)機(jī)和有機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。它們?cè)谟兴嵝曰蚧敬呋瘎┐嬖跁r(shí)根據(jù)溶膠凝膠過(guò)程制得。它們的特點(diǎn)是具有高耐久性、對(duì)壓力和劃痕的強(qiáng)抵抗力以及極好的彈性模量。另外，它們的生產(chǎn)成本更低。例如，在DE 100 16 324A1中描述了在牙科技術(shù)領(lǐng)域中無(wú)機(jī)—有機(jī)混合聚合物的使用。
在DE 43 03 570 A1中描述了生產(chǎn)這些材料的一種方法。第一步，先發(fā)生交聯(lián)的有機(jī)官能硅烷和至少一種金屬化合物的水解縮聚。在某些情形下，在反應(yīng)介質(zhì)中存在可溶的非交聯(lián)的有機(jī)官能硅烷和低揮發(fā)性氧化物時(shí)會(huì)產(chǎn)生這種冷凝。第二步，添加有機(jī)地交聯(lián)的預(yù)聚合物，并且接著在第三步將該材料放在襯底上，第四步該材料通過(guò)輻射或熱處理進(jìn)行硬化。
該無(wú)機(jī)—有機(jī)混合聚合物具有較強(qiáng)的抗磨損和劃痕的能力以及能夠良好地粘結(jié)到任何基底材料例如金屬、塑料玻璃和陶瓷上。該無(wú)機(jī)網(wǎng)絡(luò)具有例如對(duì)該無(wú)機(jī)—有機(jī)混合聚合物的硬度和熱穩(wěn)定性的特性，而彈性由該有機(jī)網(wǎng)絡(luò)確定。物理特性例如彈性模量或熱膨脹系數(shù)受各級(jí)無(wú)機(jī)和有機(jī)交聯(lián)之比的影響。該物理特性也可以通過(guò)添加的填充材料來(lái)進(jìn)行改變。
在DE 101 38 423 A1中公開(kāi)了無(wú)機(jī)—有機(jī)混合聚合物的層壓粘結(jié)，其中改變的填充材料通過(guò)共價(jià)鍵或離子鍵而進(jìn)入無(wú)機(jī)—有機(jī)聚合物網(wǎng)絡(luò)中。這提高了該化合物系統(tǒng)特別是用于包裝食品的箔片對(duì)氣體和蒸汽的屏障作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為測(cè)力元件的變形體和將安裝在該變形體上的應(yīng)變片之間提供具有改善的特性的有效的粘結(jié)。
在具有其上安裝了至少一個(gè)應(yīng)變片的變形體的測(cè)力元件中，該應(yīng)變片具有布置在聚合物載體襯底上的應(yīng)變敏感的電阻軌道，并且通過(guò)無(wú)機(jī)—有機(jī)混合聚合物粘結(jié)層安裝在變形體上。
在將應(yīng)變片附著到測(cè)力元件的變形體上的方法中，溶液中的無(wú)機(jī)—有機(jī)混合聚合物被涂敷到變形體上，將應(yīng)變片置于該粘合劑上，并且隨后在80℃至130℃之間的溫度下使該粘結(jié)層硬化。對(duì)于這個(gè)過(guò)程，具有應(yīng)變片該變形體暴露在該升高的溫度下持續(xù)半小時(shí)至三小時(shí)。
決定性的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)機(jī)—有機(jī)混合聚合物在較短的時(shí)間中進(jìn)行硬化，并且通常用于發(fā)生交聯(lián)所需要的溫度級(jí)比環(huán)氧粘合劑的溫度級(jí)低，其中該環(huán)氧粘合劑是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用于將應(yīng)變片附著到測(cè)力元件的變形體上。
因此與現(xiàn)有技術(shù)相比，該變形體的粘彈性在相當(dāng)大的程度上不那么顯著了，這樣，在測(cè)力元件的測(cè)量性能中就可以觀察到數(shù)量減少的蠕變和較高的零點(diǎn)穩(wěn)定性，其中變形體的粘彈性隨著較高的溫度級(jí)和變形體在該升高的溫度中的較長(zhǎng)暴露時(shí)間而增加，并且證明是一種永久的變化。
相比較而言，與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在較高溫度中暴露的粘結(jié)材料的粘結(jié)方法所產(chǎn)生的應(yīng)力相比，粘結(jié)層較低的硬化溫度和硬化時(shí)間致使在冷卻階段在應(yīng)變片的粘結(jié)中的產(chǎn)生的應(yīng)力減小了，藉此該熱應(yīng)力的釋放顯著縮短并且同時(shí)熱應(yīng)力值減小。
因?yàn)闊o(wú)機(jī)一有機(jī)混合聚合物的物理特性不僅可以通過(guò)選擇基底材料成分和填充物質(zhì)的添加而且還可以通過(guò)控制過(guò)程參數(shù)而設(shè)置為期望的目標(biāo)值，所以就可以在很大程度上適應(yīng)應(yīng)變片的載體襯底材料的熱膨脹系數(shù)和彈性模量。因此，通過(guò)無(wú)機(jī)—有機(jī)混合聚合物安裝的應(yīng)變片顯示了更穩(wěn)定的應(yīng)變傳遞。
優(yōu)選由鋁做成的變形體設(shè)置有具有幾個(gè)納米厚的氧化鋁層，通常眾所周知的是該氧化鋁層是在鋁保存在空氣中時(shí)形成的。該氧化層特別適合于在變形體和該無(wú)機(jī)—有機(jī)混合聚合物之間建立堅(jiān)固的連接，因?yàn)榛旌暇酆衔锱c金屬氧化物表面形成了占主導(dǎo)地位的共價(jià)鍵。另外，變形體的氧化鋁層是多孔的，這樣，粘結(jié)層在氧化鋁層中的機(jī)械錨固主要通過(guò)無(wú)機(jī)成分形成，這同樣有益于提高黏附力。
如果期望更堅(jiān)固的固定作用，可以通過(guò)適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)增大氧化鋁層的厚度，例如通過(guò)在適度地升高的溫度下將變形體暴露在氧氣中或者在應(yīng)變片附著之前經(jīng)過(guò)化學(xué)或電化學(xué)預(yù)處理。
除極好的粘性之外，該無(wú)機(jī)—有機(jī)混合聚合物也具有防止水蒸氣或氧氣的特定屏障作用。因此，在特定載體襯底材料例如聚酰亞胺中可以抑制水分經(jīng)由粘結(jié)層即從下方進(jìn)入聚合物襯底材料的滲透。
已經(jīng)安裝在變形體上的應(yīng)變片可以設(shè)置保護(hù)涂層作為附加的防止?jié)穸鹊谋Ｗo(hù)措施。該涂層優(yōu)選具有表面光滑的層，該層直接涂敷到應(yīng)變片上且同樣由無(wú)機(jī)—有機(jī)混合聚合物構(gòu)成，并且優(yōu)選是與該粘結(jié)層匹配的無(wú)機(jī)—有機(jī)混合聚合物。該涂層還包括保護(hù)涂層，該保護(hù)涂層作為具有屏障層和中間層的一種多層的涂層配置在優(yōu)選實(shí)施例中。優(yōu)選該屏障層主要是無(wú)機(jī)材料，而中間層可以是聚合物或者是無(wú)機(jī)材料。
將溶液中的無(wú)機(jī)—有機(jī)混合聚合物在變形體上的涂敷優(yōu)選通過(guò)填塞印刷技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這允許粘結(jié)層以規(guī)定的均勻厚度即在應(yīng)變片區(qū)域上恒定的厚度進(jìn)行涂敷。然而粘結(jié)層的均一性是實(shí)現(xiàn)包括變形體的測(cè)壓元件中的有利的滯后行為和低漂移的基本先決條件。因?yàn)橥ㄟ^(guò)填塞印刷涂敷的無(wú)機(jī)—有機(jī)混合聚合物粘結(jié)層的形成穩(wěn)定性比傳統(tǒng)的粘合劑好，所以填塞印刷的粘結(jié)層具有的表面區(qū)域僅僅略大于應(yīng)變片。


接下來(lái)將參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中圖1描繪了稱(chēng)重單元的變形體的三維視圖，其中應(yīng)變片安裝在形成彎曲樞軸的薄料部上；圖2描繪了由圖1中的圓圈A框出的變形體部分的放大三維視圖，它上面安裝了應(yīng)變片；圖3描繪了安裝在變形體上的各個(gè)應(yīng)變片的剖視圖；圖4描繪了安裝在變形體上的并且配備有防止水分滲透的保護(hù)涂層的各個(gè)應(yīng)變片的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示了稱(chēng)重單元的變形體1，其中四個(gè)彈性彎曲區(qū)域2、3、4、5布置在平行四邊形的拐角點(diǎn)處。彎曲區(qū)域2、3、4、5由位于整體式變形體1中央的切除部分8擴(kuò)寬的端部6、7的曲線輪廓形成。變形體1中在圖1左側(cè)部分示出的負(fù)載接收器9沿垂直方向可動(dòng)。如果載荷施加在稱(chēng)重托盤(pán)上，那么當(dāng)彎曲區(qū)域2、3、4和15發(fā)生變形時(shí)，負(fù)載接收器9就相對(duì)于變形體1的固定部分11(在圖中的右側(cè)部分示出)沿垂直方向向下移動(dòng)，其中稱(chēng)重托盤(pán)在圖中沒(méi)有示出但可以通過(guò)幾個(gè)螺釘緊固到負(fù)載接收器9的螺孔10上，并且變形體1直接緊固到外殼或中間安裝托架上。這一變形可通過(guò)在彎曲區(qū)域2和4處黏附地粘結(jié)到變形體1頂側(cè)12上的應(yīng)變片13來(lái)測(cè)量。應(yīng)變片13具有優(yōu)選以曲折樣式布置在載體襯底15上的應(yīng)變敏感電阻軌道14。電阻軌道14連接到連接器電極17上，其中電阻軌道14通過(guò)連接器電極17連接到傳感器橋接電路(在此未示出)中。載體襯底14包括厚度在10和30微米之間的聚酰亞胺箔。優(yōu)選應(yīng)變片1 3不僅布置在變形體1頂側(cè)上的彎曲區(qū)域2、4上，而且還布置在變形體1底端上的在圖中不可見(jiàn)的彎曲區(qū)域上。應(yīng)變片13經(jīng)過(guò)粘結(jié)層16粘結(jié)到變形體1上。
粘結(jié)層16包括無(wú)機(jī)—有機(jī)混合聚合物。例如使用商標(biāo)ORMOCER而為人所知的這類(lèi)物質(zhì)包括無(wú)機(jī)和有機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。無(wú)機(jī)硅酸鹽基網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚集經(jīng)過(guò)烷氧基硅烷在受控下的水解和冷凝經(jīng)由溶膠凝膠過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中可以在受控制的方式下通過(guò)將添加的金屬醇鹽包括進(jìn)該過(guò)程中對(duì)硅酸鹽基網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改變。另外有機(jī)網(wǎng)絡(luò)還通過(guò)借助于有機(jī)烷氧基化合物而引入材料中的有機(jī)官能類(lèi)的聚合來(lái)聚集?；钚缘募谆┧帷h(huán)氧、或乙烯類(lèi)經(jīng)由熱或光化學(xué)處理而聚合。在DE 196 50 286 A1中描述的無(wú)機(jī)—有機(jī)混合聚合物可以視為粘結(jié)材料的實(shí)例。
除良好的粘性之外，無(wú)機(jī)—有機(jī)混合聚合物特別是當(dāng)它們通過(guò)填充物質(zhì)例如功能性SiO2顆粒或Al2O3顆粒進(jìn)行改變時(shí)，它們對(duì)防止水分滲透例如水蒸氣具有比現(xiàn)有技術(shù)中的環(huán)氧粘合劑強(qiáng)五至十倍的屏障作用。這降低了水分經(jīng)由粘結(jié)層16滲進(jìn)聚酰亞胺襯底15的速度，而水分滲透將會(huì)導(dǎo)致不希望發(fā)生的聚酰亞胺材料的膨脹。
圖2給出了由圖1中的圓圈A框出的變形體1部分的放大圖。如圖1所示，圖中顯示了安裝在變形體1頂側(cè)上的彎曲區(qū)域2上的應(yīng)變片13特別包括上述的粘結(jié)層16。粘結(jié)層16在變形體1上比應(yīng)變片13蓋住的表面區(qū)域略微大一些，以此確保黏附能夠在載體襯底的整個(gè)表面區(qū)域上延伸。優(yōu)選通過(guò)涂刷、滾筒或噴霧涂敷或填塞印刷將粘合劑涂敷到變形體上，這將在下文中更詳細(xì)地進(jìn)行描述。
圖3通過(guò)變形體1的部分剖視圖顯示了黏附地附著到變形體1上的應(yīng)變片13的配置，其中電阻軌道14在聚酰亞胺載體襯底15上。應(yīng)該指出這一層和不同的部分并沒(méi)有按比例畫(huà)出。而且還示出了變形體1的部分18，部分18由鋁構(gòu)成并且在它的表面有氧化鋁層19。粘結(jié)層16直接布置在氧化層鋁19上并因此將金屬氧化物與聚合物連接起來(lái)。
無(wú)機(jī)一有機(jī)混合聚合物與氧化鋁層19形成共價(jià)鍵，因此確保良好的黏附作用。特別地，由于鋁氧化層19的空隙率，所以就產(chǎn)生了粘結(jié)層16在氧化鋁層1 9中的機(jī)械錨固。鋁變形體通過(guò)適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，具體地說(shuō)通過(guò)在氧氣中加熱到100℃以下的一個(gè)溫度或者通過(guò)化學(xué)或電化學(xué)處理，氧化鋁層19的厚度可以增大一個(gè)控制的數(shù)量并且它的空隙率可以改變以便提高粘結(jié)作用。
圖4也描繪了如圖3所示的配置的剖視圖，其中應(yīng)變片13上還另外覆蓋了防止水分滲透的保護(hù)涂層20。該保護(hù)涂層20由無(wú)機(jī)材料構(gòu)成并且在它的厚度范圍上可以具有不均一的成分。在優(yōu)選配置中，保護(hù)涂層20包括氮化硅與氧化硅交替的幾個(gè)層，其中每個(gè)層的厚度位于50和200納米之間。圖4顯示了保護(hù)涂層20的實(shí)例，其中保護(hù)涂層具有三層，即第一層為氮化硅22、第二層為氧化硅23并且第三層為氮化硅22。氮化硅層22用作屏障層而氧化硅層23用作中間層，這樣的目的是為了覆蓋屏障層的微孔和微裂紋。
多層的涂層20由表面光滑的聚合物層21墊底，例如該層21為丙烯酸鹽或甲基丙烯酸聚合物層或無(wú)機(jī)一有機(jī)混合聚合物層，優(yōu)選為與粘結(jié)層16匹配的類(lèi)型。這種類(lèi)型的層21用于使應(yīng)變片13特別是邊緣處的表面平滑，例如電阻軌道14的邊緣處，藉此減小它們的左右兩邊的陡度。另外，不論是電阻軌道14還是載體襯底15上的表面的不規(guī)則性乃至缺陷或臟的顆粒都被覆蓋住并且變平坦了。還會(huì)帶來(lái)的一個(gè)結(jié)果是，當(dāng)無(wú)機(jī)保護(hù)涂層20沉積在表面光滑的聚合物層21上時(shí)，無(wú)機(jī)保護(hù)涂層20中的微孔或毛細(xì)裂縫獨(dú)立產(chǎn)生或者使下表面不規(guī)則的可能性就減小了。因此，為形成具有較少缺陷的多層無(wú)機(jī)保護(hù)涂層20提供了有利的條件，該保護(hù)涂層20沉積或設(shè)計(jì)成沉積在表面光滑的層21上。
保護(hù)涂層可以已經(jīng)在將被安裝的應(yīng)變片13上存在，或也可以在它們通過(guò)粘結(jié)層16附著到變形體1上之后涂敷到應(yīng)變片13上。在后種情形中，保護(hù)涂層20的部分以及下面的表面光滑的聚合物層21的一部分延伸超過(guò)應(yīng)變片13并且覆蓋變形體1的至少一部分，特別是變形體1中與應(yīng)變片13搭界的區(qū)域。這進(jìn)一步抑制水分滲進(jìn)載體襯底15。
粘合劑是作為一種預(yù)冷凝的無(wú)機(jī)成分和有機(jī)成分的溶液而提供的，該有機(jī)成分優(yōu)選為傳統(tǒng)的助溶劑中的活性有機(jī)類(lèi)。通過(guò)改變?nèi)軇┑谋壤?，粘合劑的粘度可以適應(yīng)所選取的涂敷方法例如通過(guò)涂刷、離心沉積、噴霧、滾筒涂敷、或填塞印刷的要求。
在將應(yīng)變片13涂敷到測(cè)力元件的變形體1上的優(yōu)選涂敷方法中，溶液中的無(wú)機(jī)—有機(jī)混合聚合物通過(guò)填塞印刷方法涂敷到變形體1上，于是應(yīng)變片13置于由粘結(jié)溶液覆蓋的表面區(qū)域上并且由光壓向下推壓。通過(guò)加溫到80℃和130℃之間同時(shí)在應(yīng)變片上施加100kN/m2和1000kN/m2之間的接觸壓力，粘結(jié)層16將會(huì)由于交聯(lián)而變硬。該硬化溫度取決于所選擇的無(wú)機(jī)—有機(jī)混合聚合物的成分并且與在升高的溫度中暴露的時(shí)間相配以便使變形體的粘彈性的增加減小到最低，其中暴露時(shí)間可以是一至三小時(shí)之間。應(yīng)當(dāng)指出這里鋁的粘彈性已經(jīng)通過(guò)將硬化溫度從150℃降低到100℃而減小了50％。
借助填塞印刷規(guī)定方法，溶液中的無(wú)機(jī)—有機(jī)混合聚合物即粘合劑由彈性變形墊即塞頭從具有刻蝕的凹槽區(qū)域的板即鉛版上吸走，并且在應(yīng)變片附著的位置處直接沉積在變形體上。一方面由于溶液具有適當(dāng)調(diào)整的粘度，另一方面由于塞頭的可變形能力，所以粘合劑可以在沉積中保持輪廓形狀并且產(chǎn)生均勻的粘結(jié)層16。
具有通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的粘結(jié)層安裝的應(yīng)變片的測(cè)力元件已經(jīng)在優(yōu)選實(shí)施例中進(jìn)行了描述和顯示。然而，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，它們能夠基于本發(fā)明的示教實(shí)現(xiàn)其它的實(shí)施例。例如應(yīng)變片的用于載體襯底的材料并不限于聚酰亞胺。也可以使用其它的聚合物例如在稱(chēng)重技術(shù)領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)有應(yīng)用的用于應(yīng)變片的環(huán)氧化合物、酚醛樹(shù)脂、密胺和酮。在每種情形中用于粘結(jié)層的材料取決于載體襯底材料。這特別適用于無(wú)機(jī)—有機(jī)混合聚合物中的聚合物成分的變化。
參考符號(hào)列表
1變形體2彎曲區(qū)域3彎曲區(qū)域4彎曲區(qū)域5彎曲區(qū)域6擴(kuò)寬的端部的曲線輪廓7擴(kuò)寬的端部的曲線輪廓8切除部分9負(fù)載接收器10 螺孔11 固定部分12 變形體的頂側(cè)13 應(yīng)變片14 電阻軌道、電阻樣式15 載體襯底16 粘結(jié)層17 連接器電極18 變形體的鋁部19 變形體上的氧化鋁層20 保護(hù)涂層21 表面光滑的層22 屏障層23 中間層
權(quán)利要求
1.具有變形體(1)和至少一個(gè)應(yīng)變片(13)的測(cè)力元件，該應(yīng)變片具有布置在聚合物載體襯底(15)上的應(yīng)變敏感的電阻軌道(14)并且通過(guò)粘結(jié)層(16)安裝在變形體(1)上，其特征在于，粘結(jié)層(16)包括無(wú)機(jī)-有機(jī)混合聚合物。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)力元件，其特征在于，變形體(1)由鋁制成，其中變形體(1)在它的表面上具有由于化學(xué)、電化學(xué)或熱處理而比自然的氧化層具有增大的厚度和/或增大的空隙率的氧化鋁層(19)，藉此與粘結(jié)層(16)的粘結(jié)通過(guò)粘結(jié)層(16)在氧化鋁層(19)中的機(jī)械錨固而加固。
3.如權(quán)利要求1或2所述的測(cè)力元件，其特征在于，該至少一個(gè)應(yīng)變片(13)設(shè)置有防止水分滲透的保護(hù)涂層(20)，其中保護(hù)涂層(20)下面有表面光滑的聚合物層(21)。
4.如權(quán)利要求3所述的測(cè)力元件，其特征在于，該保護(hù)涂層(20)是多層的涂層，該涂層包含次序交替的屏障層(22)和中間層(23)，屏障層(22)特別為氮化硅并且中間層(23)特別為氧化硅。
5.如權(quán)利要求3或4所述的測(cè)力元件，其特征在于，位于該保護(hù)涂層(20)之下的該表面光滑的層(21)包括與粘結(jié)層(16)匹配的無(wú)機(jī)-有機(jī)混合聚合物。
6.將應(yīng)變片(13)固緊在測(cè)力元件的變形體(1)上的方法，其特征在于，由溶液中的無(wú)機(jī)-有機(jī)混合聚合物構(gòu)成的粘合劑被涂敷到變形體(1)上以便產(chǎn)生粘結(jié)層(16)，該應(yīng)變片(13)置于該粘合劑上，并且隨后在80℃至130℃之間的溫度下通過(guò)將連同應(yīng)變片(13)的該變形體(1)在該升高的溫度下暴露半小時(shí)至三小時(shí)的期間從而使該粘結(jié)層(16)硬化。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，該應(yīng)變片(13)在硬化期間受到100kN/m2和1000kN/m2之間的接觸壓力。
8.如權(quán)利要求6或7所述的用于鋁變形體(1)的方法，其特征在于，在涂敷粘合劑從而產(chǎn)生粘結(jié)層(16)之前，在40℃至100℃之間的溫度下在氧氣中加熱該鋁變形體(1)以便增加在鋁變形體(1)表面上的氧化鋁層(19)。
9.如權(quán)利要求6或7所述的用于鋁變形體(1)的方法，其特征在于，在涂敷粘合劑從而產(chǎn)生粘結(jié)層(16)之前，該鋁變形體(1)受到化學(xué)或電化學(xué)處理以便增加在鋁變形體(1)表面上的氧化鋁層(19)。
10.如權(quán)利要求6至9之一所述的方法，其特征在于，用于產(chǎn)生該粘結(jié)層(16)的粘合劑的涂敷通過(guò)填塞印刷方法來(lái)執(zhí)行。
全文摘要
在具有變形體(1)和至少一個(gè)應(yīng)變片(13)的測(cè)力元件中，其中該應(yīng)變片具有布置在聚合物載體襯底(15)上的應(yīng)變敏感的電阻軌道(14)并且通過(guò)無(wú)機(jī)—有機(jī)混合聚合物粘結(jié)層(16)粘結(jié)到變形體(1)上。在將應(yīng)變片(13)固緊在測(cè)力元件的變形體(1)上的方法中，包括將溶液中的無(wú)機(jī)－有機(jī)混合聚合物的粘合劑涂敷到變形體(1)上，于是應(yīng)變片(13)置于該混合聚合物層上，并且隨后粘結(jié)層(16)在80℃至130℃之間的溫度下硬化。對(duì)于該粘結(jié)層的硬化而言，連同應(yīng)變片(13)的該變形體(1)暴露在該升高的溫度下持續(xù)半小時(shí)至三小時(shí)。
文檔編號(hào)G01G3/14GK1648625SQ20051000576
公開(kāi)日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2005年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月27日
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