轧制力传感器是安装在轧机两侧,在钢材轧制过程中用来测量轧机两端轧制力的大量程称重传感器。轧制力参数是轧机AGC控制系统的重要参数之一,对确保安全生产、防止设备重大事故、优化轧制规程、实现生产过程自动化和最优控制、保证钢材轧制质量等都具有重要意义。本课题旨在研制出能够替代进口的轧制力传感器及其测量系统。(1)参照国外1750T量程的平板式轧制力传感器弹性体结构,建立了平板式轧制力传感器的弹性体有限元仿真分析模型,结合传感器工作实际,分析弹性体核心区应力分布情况,通过考察贴片区域的贴片中心线,确定了深孔的贴片深度问题。(2)根据平板式轧制力传感器结构的特殊性,设计了一整套完善的贴片工艺方法,包括应变片的选型、贴片区域的打磨方法、夹具的设计与安装等。(3)研制了与平板式轧制力传感器匹配的16路轧制力信号测量系统,设计了测量系统上位机界面,可实现一条轧机生产线轧制力数据的实时显示、保存、查询。(4)对轧制力信号测量系统主要误差产生因素进行了理论分析,选择用曲线拟合的方法对系统非线性误差进行了补偿,采用比率测量技术消除供桥电压波动引起的误差,采用六线制消除长电缆电阻对系统带来的误差,采用数字平均滤波消除电路中散粒噪声、白噪声带来的误差。(5)对轧制力传感器和信号测量系统进行了全面实验验证与分析。结果表明,研制的轧制力传感器相关主要技术指标为:线性度≤1%FS、重复性≤0.3%FS、滞后≤0.5%FS;测量系统每个通道的相对测量误差均不超过0.6%,达到预期设计目标。