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测力传感器弹性体的设计基本属于机械结构设计的范围,但因测力性能的需要,其结构上与普通的机械零件和构件有所不同,一般说来,轮辐式测力传感器厂商,普通的机械零件和构件只须满足在足够大的安全系数下的强度和刚度即可,对在受力条件下零件或构件上的应力分布情况不必严格要求。



然而,对于弹性体来说,除了需要满足机械强度和刚度要求以外,必须保证弹性体上粘贴电阻应变片部位的应力( 应变) 与弹性体承受的载荷 ( 被测力 ) 保持严格的对应关系,同时为了提高测力传感器测力的灵敏度 ,还应使贴片部位达到较高的应力( 应变 ) 水平。



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应变式传感器是一种用金属弹性体将力转换为电信号的功能元件,一般由电阻应变计、弹性体、传输电路三部分组成,它是通过安装在弹性体敏感表面的电阻应变计组成的惠斯通电桥电路,在外加电源的激励下,实现“力—应变—电阻—电信号变化”四个转换环节转化的一种力敏传感器。


应变式传感器具有分辨力高,能测出*微小的应变,如1-2微应变,误差较小,一般小于1%,尺寸小、重量轻,测量范围大,从弹性变形一直可测至塑性变形(1-2%),至大可达20%,既可测静态,也可测快速交变应力,能在各种严酷环境中工作,价格低廉、品种多样,便于选择和大量使用。


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在机械零件或构件的测试过程中,通常认为应力/应变在零件或构件上是规则分布的,如果零件或构件的截面形状不发生变化,不必考虑应力/应变分布不规则的问题,其实在机械零件或构件的设计中,对于应力/应变不规则分布的问题并非不予考虑,而是通过强度计算中的安全系数将其包容在内了。



而对于测力传感器来说,它是通过电阻应变片测量弹性体上贴片部位的应变来测量被测力的大小,若要保证贴片部位的应力/应变与被测力保持严格的对应关系,实际上就是保证在测力传感器受力时,弹性体上贴片部位的应力/应变要按照某一规律分布,即按照被测构件的变化规律分布。



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