本文摘要：测力传感器一般来说将力切换为正比于作用力大小的电信号，用于十分便利，因而在工程领域及其他各种场合应用于尤为普遍。测力传感器种类多样，依据有所不同的物理效应和检测原理可分成电阻突发事件式、压磁式、压电式、振弦式力传感器等。突发事件式力传感器在所有力传感器中，突发事件式力传感器应用于尤为普遍。 它能应用于从大于到相当大的动、静态力的测量，且测量精度高，其使用量大约占到力传感器总量的90％左右。

测力传感器一般来说将力切换为正比于作用力大小的电信号，用于十分便利，因而在工程领域及其他各种场合应用于尤为普遍。测力传感器种类多样，依据有所不同的物理效应和检测原理可分成电阻突发事件式、压磁式、压电式、振弦式力传感器等。突发事件式力传感器在所有力传感器中，突发事件式力传感器应用于尤为普遍。

它能应用于从大于到相当大的动、静态力的测量，且测量精度高，其使用量大约占到力传感器总量的90％左右。突发事件式力传感器的工作原理与突发事件式压力传感器基本相同，它也是由弹性敏感元件和张贴在其上的应变片构成。突发事件式力传感器首先把被测力转变成弹性元件的突发事件，再行利用电阻突发事件效应测得突发事件，从而间接地测得力的大小。弹性元件的结构形式有柱形、筒形、环形、梁形、轮辐形、s形等。

应变片的布置和接桥方式，对于提升传感器的灵敏度和避免危害因素的影响有相当大关系。根据电桥的以此类推特性和弹性元件的受力性质，在贴片方位许可的情况下，可贴4或8片应变片，其方位不应是弹性元件突发事件仅次于的地方。柱形突发事件式力传感器图1得出了少见的柱形、筒形、梁形弹性元件及应变片的贴片方式。

图1（a）为柱形弹性元件；图1（b）为筒形弹性元件；图1（c）为梁状弹性元件。图1几种弹性元件及应变片贴片方式柱形弹性元件一般来说都制成圆柱形和方柱形，用作测量较小的力。

仅次于量程平均10MN。在载荷较小时（1——100kN），为便于粘贴应变片和增大由于载荷偏心或侧向分力引发的倾斜影响，同时为了提升灵敏度，多使用空心柱体。

四个应变片粘贴的方位和方向不应确保其中两片感觉横向突发事件，另外两片感觉纵向突发事件（因为横向突发事件与纵向突发事件是相偏移变化的），如图1（a）右图。当被测力F沿柱体轴向起到在弹性体上时，其横向突发事件和纵向突发事件分别为式中，E为材料的弹性模量；S为柱体的截面积；μ为材料的泊松比。在实际测量中，被测力不有可能正好沿着柱体的轴线起到，而总是与轴线出一微小的角度或微小的偏心，这就使得弹性柱体除了不受横向力起到外，还受到纵向力和弯矩的起到，从而影响测量精度。轮辐式力传感器非常简单的柱式、筒式、梁式等弹性元件是根据于是以形变与载荷成正比的关系来测量的，它们不存在着一些容易解决的缺点。

为了进一步提高力传感器性能和测量精度，拒绝力传感器有外用偏心、外用侧向力和外用短路能力。20世纪70年代开始已顺利地研制出托形变传感器。

图2是较常用的轮辐式托形变传感器的结构简图。图2轮辐式力传感器轮辐式力传感器由轮圈、轮轱、辐条和应变片构成。

辐条交替且平面地相连轮圈和轮轱，当外力作用在轮轱上端面和轮轱下端面时，矩形辐条就产生平行四边形变形，如图2（b）右图，构成与外力成正比的托突发事件。此切突发事件能引发与中性轴出450方向的互相横向的两个正负于是以形变，即由托形变引发的纳形变和压形变，通过测量纳形变或压形变值就由此可知托形变值的大小。因此，在轮辐式传感器中，把应变片贴到与托形变成45度的方位上，使它感觉的仍是剪切和传输突发事件，但该突发事件不是由弯距产生的，而主要是由剪切力产生的，此即这类传感器的基本工作原理。

这类传感器最引人注目的优点是外用短路能力强劲，能忍受几倍于额定量程的短路。此外，其外用偏心、外用侧向力的能力也较强，精度在0.1％之内。

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