对于电阻应变片式测力(以下简称测力)
，弹性体的结构状态和有关尺寸对测力机能有很大影响
Ｄ芄凰
，机能重要取决于弹性体的状态和有关尺寸
。若是测力弹性体不合理
，无论弹性体加工精杜仔多高
，粘贴的电阻应变片质量有多好
，测力传感器都很难达到更高的测力机能
。因而
，在测力传感器的过程中
，合理执行弹性体极度沉要
。

弹性体的设计根基上属于机械结构设计的领域
，但由于测力机能的必要
，其结构分歧于通常机械零件和零件
。通常来说
，通常机械零件和零件只必要满足足足够大的安全系数下的强度和刚度
，不必要严格要求受力前提下零件和零件的应力散布
。但是
，对于弹性体
，除了满足机械强度和刚度的要求表
，还必须保障在弹性体上粘贴电阻应变片的部门(以下简称片的部门)的应力(应变)和弹性体接受的负荷(被丈量力)维持严格的应对关系
。同时
，为了提高丈量传感器丈量力的活络度
，片的部门必须达到更高的应力(应变)水平
。

因而
，在弹性体设计过程中必须满足以下两个要求
。

(1)芯片部件的应力(应变)应与被测力维持严格的对应关系
。

(2)贴片部门应拥有较高的应力(应力)水平
。

为了满足上述两个要求
，应力集中的设计准则时时利用于测力传感器的弹性体设计
，以确保芯片部门的应力(应变)水平高
，与被测力维持严格的对应关系
，提高设计的测力传感器的测力活络度和测力精度
。

改善应力(应变)不规定散布的应力集中准则
。

在机械部件或部件的设计过程中
，应力(应变)通常被以为是在部件或部件上规定散布的
。若是部件或部件的截面状态不变
，就没有必要思考应力(应变)的不规定散布
。事实上
，在机械部件和部件的设计中
，不思考应力(应变)的不规定散布
，而是通过强度推算的安全系数来包涵
。

对于力传感器
，通过电阻应变片丈量弹性体芯片的应变来丈量被丈量的尺寸
。为了确保芯片部门的应力(应变)与被测力维持严格的对应关系
，事实上
，当测力传感器受到影响时
，弹性体芯片部门的应力(应变)必须依照肯定的规定散布
。在现实利用中
，弹性体芯片部门的应力(应变)散布影响较大的成分重要是弹性体受力前提的变动
。

弹性体受力前提的变动是指弹性体受力大幼不变时
，力的作用点产生变动
，或者弹性体与其相邻的加载部件和加载部件的接触前提产生变动
。在设计弹性体结构时
，若是不思考这种情况
，可能会导致弹性体上应力(应变)散布的不规定变动
。这方面最典型的例子是筒式测力传感器
。为了削减弹性体受力前提变动引起的测力误差
，一些传感器设计者选取在筒式测力传感器弹性体上增长芯片数量的步骤
，尽量丈量弹性体上芯片周围的应力(应力)散布不均匀
。这种处置步骤有肯定的成效
，能够削减弹性体受力前提变动引起的测力误差
。但这种步骤终于是被动的
，增长的芯片数量总是有限的
，弹性体芯片部门的圆周应力(应力)散布不均匀
，丈量误差降低的水平不显著
。

弹性体受力前提变动引起的测力误差的性质是弹性体芯片周围应力(应力)的不规定散布
，弹性体芯片周围应力(应力)的散布受到肯定前提的限度
，使得芯片周围应力(应力)依照肯定的规定散布
。

作者用上述步骤改进了筒式测力传感器
。改进前通常筒式传感器的丈量误差超过1%

改进后(部门挖空)筒式传感器的测力误差为0.1~0.3%F.S.
，测力精度显著提高
。

提高应力(应变)水平的应力集中道理
。

当测力传感器达到较高的活络度时
，通常应使电阻应变片拥有较高的应变水平
，即在弹性体上贴片部门应拥有较高的应力水平
。

有两种常用的步骤能够达到弹性关心片的高应力(应变)水平
。

(1)整体减幼弹性体尺寸
，全面提高弹性体应力(应力)水平
。

(2)在贴片部位左近部门减弱弹性体
，提高贴片部位的部门应力水平
，弹性体其他部位的应力水平险些不变
。

上述两种步骤都能提高芯片部位的应力(应变)水平
，但是就弹性体的整体机能而言
，部门减弱弹性体的成效远优于整体减幼弹性体的尺寸
。由于部门减弱弹性体不仅能提高片段的应力(应变)水平
，并且能维持整个弹性体的高强度和刚度
，有助于改善传感器的机能和使用成效
。

部门减弱弹性体提高芯片应力(应变)水平的道理是通过部门减弱弹性体、部门应力集钟注应力集中部应力(应变)水平显著高于弹性体其他部应力水平
，将电阻应变片粘贴在应力集中部
，能够丈量高应变水平
。

在测力传感器的设计中
，尤其是在梁式测力传感器(如弯梁式和剪梁式测力传感器)的弹性体设计中
，时时选取部门应力性体设计中
。部门应力(应变)集中步骤宽泛利用于剪切梁式测力传感器
。剪切梁式测力传感器通过检测梁弹性体上的剪切应力(剪切应变)来实现测力
。

对于梁构件而言
，其弯曲强度是重要矛盾
。当梁切合弯曲强度时
，剪切强度通常较大
。在中性层左近挖出盲孔后
，截面上腹板的剪切应力(剪切应力)显著增长
，但截面的弯曲应力较幼
。因而
，在切割梁弹性体选取部门应力集中规划后
，检测到的切割应力大大提高
，测力传感器的活络度显著提高
，对整个梁的弯曲强杜装响幼
，使整个梁维持优良的强度和刚度
。

在测力传感器的设计过程中
，若是可能凭据上述两种应力集中准则自觉设计弹性体
，就能获得提高测力传感器测力精度和测力活络度的优良成效
。矫捷适本地使用应力集中准则
，对设计和出产高机能测力传感器拥有沉要的实用意思
。

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