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柯力传感器PST-300KG：提高测力传感器应力水平的应力集中原则

发布时间：2024-06-14

提高测力传感器应力(应变)水平的应力集中原则

若要测力传感器达到较高的灵敏度，通常应该使电阻应变片有较高的应变水平，即在弹性体上贴片部位应该有较高的应力(应变)水平。

实现测力传感器弹性体上贴片部位达到较高应力(应变)水平有两种常用的方法：

(1)整体减小弹性体的尺寸，全面提高弹性体上的应力(应变)水平;

(2)在贴片部位附近对弹性体进行局部削弱，使贴片部位局部应力(应变)水平提高，而弹性体其它部位的应力(应变)水平基本不变。

以上两种方法都可以提高贴片部位的应力(应变)水平，但对弹性体整体性能而言，局部削弱弹性体的效果要远好于整体减小弹性体尺寸。因为局部削弱弹性体既能提高贴片部位的应力(应变)水平，又使得弹性体整体保持较高的强度和刚度，有利于提高传感器的性能和使用效果。

局部削弱弹性体提高贴片部位应力(应变)水平的原理是：通过局部削弱弹性体，造成局部的应力集中，使得应力集中部位的应力(应变)水平明显高于弹性体其它部位的应力水平，将电阻应变片粘贴于应力集中部位，就可以测得较高的应变水平液位传感器。

局部应力(应变)集中的方法在测力传感器的设计中经常被采用，尤其在梁式测力传感器(如弯曲梁式和剪切梁式测力传感器)的弹性体设计中被广泛应用。局部应力(应变)集中方法应用较为成功的当数剪切梁式测力传感器。剪切梁式测力传感器是通过检测梁式弹性体上的剪应力(剪应变)实现测力的。

对于梁形构件来说，其弯曲强度是主要矛盾。在一个梁满足弯曲强度的情况下，剪切强度一般裕量较大。当在中性层附近挖盲孔后，该截面上腹板上的剪应力(剪应变)明显提高，然而该截面上的弯曲应力提高很小。因此，剪切梁式弹性体应用局部应力集中方案后，被检测的剪应变大大提高，使该测力传感器的灵敏度显著提高，而对整个梁的弯曲强度影响很小，使整个梁保持了良好的强度和刚度。