電阻應(yīng)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(nèi)容簡介】 器測力的靈敏度，還應(yīng)使貼片部位達到較高的應(yīng)力（應(yīng)變）水平。由此可見，在彈性體的設(shè)計過程中必須滿足以下兩項要求：（1）貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）應(yīng)與被測力保持嚴格的對應(yīng)關(guān)系；（2）貼片部位應(yīng)具有較高的應(yīng)力（應(yīng)變）水平。為了滿足上述兩項要求，在測力傳感器的彈性體設(shè)計方面，經(jīng)常應(yīng)用“應(yīng)力集中”的設(shè)計原則，確保貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平較高，并與被測力保持嚴格的對應(yīng)關(guān)系，以提高所設(shè)計測力傳感器的測力靈敏度和測力精度。二、改善應(yīng)力（應(yīng)變）不規(guī)則分布的“應(yīng)力集中”原則在機械零件或構(gòu)件的設(shè)計過程中，通常認為應(yīng)力（應(yīng)變）在零件或構(gòu)件上是規(guī)則分布的，如果零件或構(gòu)件的截面形狀不發(fā)生變化，不必考慮應(yīng)力（應(yīng)變）分布不規(guī)則的問題。其實，在機械零件或構(gòu)件的設(shè)計中，對于應(yīng)力（應(yīng)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(shù)將其包容在內(nèi)了。對于測力傳感器來說，它是通過電阻應(yīng)變片測量彈性體上貼片部位的應(yīng)變來測量被測力的大小。若要保證貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力保持嚴格的對應(yīng)關(guān)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(yīng)力（應(yīng)變）要按照某一規(guī)律分布。在實際應(yīng)用中，對于彈性體貼片部位應(yīng)力（應(yīng)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(gòu)件和承載構(gòu)件的接觸條件發(fā)生變化。如果在彈性體結(jié)構(gòu)設(shè)計時，未能考慮這一情況，就可能造成彈性體上應(yīng)力（應(yīng)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(yīng)力（應(yīng)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(yīng)力（應(yīng)變）的分布情況就難以預(yù)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(yīng)力（應(yīng)變）基本上還是均勻分布。但是，在實際應(yīng)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(yīng)力（應(yīng)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(yīng)力（應(yīng)變）與被測力不能保持嚴格的對應(yīng)關(guān)系，將造成明顯的測力誤差。
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