對于電阻應變測力傳感器(以下簡稱“測力傳感器”),彈性體的結(jié)構形狀和相關尺寸對測力傳感器的性能有很大的影響。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(zhì)量有多好,測力傳感器都很難達到較高的測力性能。所以,在測力傳感器的設計過程中,合理設計彈性體是非常重要的。
彈性體的設計基本上屬于機械結(jié)構的設計范圍,但由于測力性能的需要,其結(jié)構與普通機械零件和構件不同。一般來說,普通機械部件和部件只需要在足夠大的安全系數(shù)下滿足強度和剛度,不需要嚴格要求部件或部件在應力條件下的應力分布。然而,對于彈性體,除了滿足機械強度和剛度要求外,還必須確保應力(應變)與彈性體所承受的載荷(被測力)之間保持嚴格的對應關系,彈性體上粘貼的電阻應變片部分(以下簡稱“貼片部分”);同時,為了提高測力傳感器的測力靈敏度,貼片部分還應達到較高的應力(應變)水平。
因此,在彈性體的設計過程中,必須滿足以下兩個要求:
(1)貼片部分的應力(應變)應與被測力保持嚴格的對應關系;
(2)貼片部分應具有較高的應力(應變)水平。
為了滿足上述兩個要求,“應力集中”的設計原則經(jīng)常應用于測力傳感器的彈性體設計,以確保貼片部分的應力(應變)水平較高,并與被測力保持嚴格的對應關系,從而提高被設計測力傳感器的測力靈敏度和精度。