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電阻應變片式測力傳感器論文(編輯修改稿)

2024-12-08 03:02 本頁面
 

【文章內容簡介】 器測力的靈敏度,還應使貼片部位達到較高的應力(應變)水平。由此可見,在彈性體的設計過程中必須滿足以下兩項要求:(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)貼片部位應具有較高的應力(應變)水平。為了滿足上述兩項要求,在測力傳感器的彈性體設計方面,經常應用“應力集中”的設計原則,確保貼片部位的應力(應變)水平較高,并與被測力保持嚴格的對應關系,以提高所設計測力傳感器的測力靈敏度和測力精度。二、改善應力(應變)不規(guī)則分布的“應力集中”原則在機械零件或構件的設計過程中,通常認為應力(應變)在零件或構件上是規(guī)則分布的,如果零件或構件的截面形狀不發(fā)生變化,不必考慮應力(應變)分布不規(guī)則的問題。其實,在機械零件或構件的設計中,對于應力(應變)不規(guī)則分布的問題并非不予考慮,而是通過強度計算中的安全系數將其包容在內了。對于測力傳感器來說,它是通過電阻應變片測量彈性體上貼片部位的應變來測量被測力的大小。若要保證貼片部位的應力(應變)與被測力保持嚴格的對應關系,實際上就是保證在測力傳感器受力時,彈性體上貼片部位的應力(應變)要按照某一規(guī)律分布。在實際應用中,對于彈性體貼片部位應力(應變)分布影響較大的因素主要是彈性體受力條件的變化。彈性體受力條件的變化是指當彈性體受力的大小不變時,力的作用點發(fā)生變化或彈性體與其相鄰的加載構件和承載構件的接觸條件發(fā)生變化。如果在彈性體結構設計時,未能考慮這一情況,就可能造成彈性體上應力(應變)分布的不規(guī)則變化。這方面最典型的實例是筒式測力傳感器(見圖1)。 當筒式測力傳感器上、下端面均勻受力時,在彈性體貼片部位的整個圓周上應力(應變)的分布是均勻的。當上、下兩個端面上受力情況發(fā)生變化后,力在兩個端面的作用情況不再是均勻分布的,這時彈性體貼片部位圓周上應力(應變)的分布情況就難以預料了。如果筒式測力傳感器彈性體的高度與直徑之比足夠大,彈性體貼片部位圓周上的應力(應變)基本上還是均勻分布。但是,在實際應用中,通常很少能為測力傳感器提供較大的安裝空間位置,因而筒式測力傳感器彈性體的高度與直徑之比很難做到足夠大,彈性體貼片部位圓周上應力(應變)將不均勻分布,而且不均勻分布的情況隨彈性體受力情況的變化而改變。在這樣的條件下,彈性體貼片部位的應力(應變)與被測力不能保持嚴格的對應關系,將造成明顯的測力誤差。
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