在測力傳感器的性能中：彈性體的結構形狀和相關尺寸對測力傳感器的性能有很大影響?？梢哉f，測力傳感器的性能主要取決于其彈性體的形狀和相關尺寸。如果測力傳感器的彈性體設計不合理，無論彈性體的加工精度有多高，粘貼的電阻應變片的質量有多好，測力傳感器都很難達到更高的測力性能。因此，在測力傳感器的設計過程中，彈性體的合理設計非常重要。

彈性體的設計基本上屬于機械結構設計的范圍，但由于測力性能的需要，其結構與普通機械零件和構件不同。一般來說，普通機械零件和構件只需要滿足足大的安全系數下滿足強度和剛度，不需要在受力條件下嚴格要求零件或構件的應力分布。但對于彈性體來說，除了滿足機械強度和剛度的要求外，還必須保證電阻應變片（以下簡稱貼片）的應力（應變）與彈性體的載荷（被測力）保持嚴格的對應關系；同時，為了提高測力傳感器的靈敏度，貼片應達到較高的應力（應變）水平。

由此可見，彈性體的設計必須滿足以下兩個要求：

(1)貼片部位的應力(應變)應與被測力保持嚴格的對應關系；

(2)貼片應具有較高的應力(應變)水平。

為了滿足上述兩個要求，應力集中的設計原則經常應用于測力傳感器的彈性體設計，以確保貼片的應力（應變）水平較高，并與測力保持嚴格的對應關系，從而提高測力傳感器的測力靈敏度和精度。

提高應力(應變)不規則分布的應力集中原則；

在機械零件或構件的設計過程中，應力(應變)通常分布在零件或構件上。如果零件或構件的截面形狀沒有改變，則不需要考慮不規則的應力分布。事實上，在機械零件或構件的設計中，不考慮應力（應變）的不規則分布，而是通過強度計算中的安全系數來包容。

測力傳感器通過電阻應變片測量彈性體上貼片的應變來測量測力。如果要保證貼片部分的應力(應變)與被測力保持嚴格的對應關系，其實就是保證貼片部分的應力(應變)在測力傳感器受力時定期分布在彈性體上。影響彈性體貼片應力(應變)分布的主要因素是彈性體應力條件的變化。

彈性體受力條件的變化是指當彈性體受力大小不變時，力的作用點或彈性體與相鄰加載構件和承載構件的接觸條件發生變化。如果不考慮彈性體結構的設計，可能會導致彈性體上應力(應變)分布的不規則變化。最典型的例子是筒式測力傳感器。為了減少彈性體受力條件變化引起的測力誤差，一些傳感器設計師采用增加缸式測力傳感器彈性體上分布不均勻的方法。這種處理方法可以減少彈性體受力條件變化引起的測力誤差。但這種方法畢竟是一種被動的方法，增加的貼片數量總是有限的，仍然很難測量彈性體貼片周圍的應力（應變）分布不均勻，測力誤差不夠顯著。

彈性體受力條件變化引起的測力誤差的本質是彈性體貼片圓周應力(應變)的不規則分布。如果彈性貼片的圓周應力（應變）應變分布受到一定條件的限制，則會迫使貼片的應力（應變）按一定規律分布，使彈性貼片的應力（應變）與被測力基本保持嚴格的對應關系，從而減少彈性體應力條件變化引起的測力誤差。

上述方法改進了筒式測力傳感器。改進前，普通筒式傳感器的測力誤差大于1%

改進后(局部挖空)筒式傳感器的測力誤差為0.1~0.3%F.S，測力精度明顯提高。

提高應力(應變)水平的應力集中原則；

如果測力傳感器靈敏度高，電阻應變片通常應具有較高的應變水平，即彈性體上的貼片應具有較高的應力(應變)水平。

實現彈性體水平有兩種常用方法：

(1)降低彈性體整體尺寸，全面提高彈性體應力(應變)水平；

(2)局部削弱貼片部位附近的彈性體，提高貼片部位的局部應力(應變)水平，而彈性體其他部位的應力(應變)水平基本不變。

以上兩種方法都可以提高貼片的應力(應變)水平，但對于彈性體的整體性能，局部削弱彈性體的效果遠好于整體減小彈性體的尺寸。由于局部削弱彈性體不僅可以提高貼片的應力（應變）水平，而且可以保持彈性體的高強度和剛度，有利于提高傳感器的性能和使用效果。

提高貼片應力水平的原理是局部削弱彈性體，導致局部應力集中，使應力集中部分的應力水平明顯高于彈性體的其他部分。如果電阻應變片粘貼在應力集中位置，則可以測量更高的應變水平。

局部應力(應變)集中法常用于測力傳感器的設計，尤其是梁式測力傳感器(如彎曲梁式和剪切梁式測力傳感器)的彈性體設計。當數剪切梁測力傳感器成功應用局部應力(應變)集中方法。剪切梁測力傳感器通過檢測梁彈性體上的剪應力(剪應變)來實現測力。

彎曲強度是梁構件的主要矛盾。當梁符合彎曲強度時，剪切強度一般較大。在中性層附近挖盲孔時，截面上腹板上的剪應力(剪應變)明顯增加，但截面上的彎應力增加不大。因此，剪切梁彈性體采用局部應力集中方案后，檢測到的剪切應變大大提高了測力傳感器的靈敏度，對整個梁的彎曲強度影響不大，使整個梁保持了良好的強度和剛度。

總結：

在測力傳感器的設計過程中，如果彈性體能按照上述兩種應力集中原則自覺設計，就能提高測力傳感器的測力精度和靈敏度。高性能測力傳感器的設計和生產具有重要的實用意義。

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