設計柱式測力傳感器的應力集中原則講解柱式測力傳感器的彈性體的結構形狀與相關尺寸對測力傳感器性能的影響*。可以說，測力傳感器的性能主要取決于其彈性體的形狀及相關尺寸。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多高、粘貼的電阻應變片的品質多好，測力傳感器都難以達到較高的測力性能。因此，在測力傳感器的設計過程中，對彈性體進行合理的設計至關重要。
彈性體的設計基本屬于機械結構設計的范圍，但因測力性能的需要，其結構上與普通的機械零件和構件有所不同。一般說來，普通的機械零件和構件只須滿足在足夠大的安全系數下的強度和剛度即可，對在受力條件下零件或構件上的應力分布情況不必嚴格要求。然而，對于彈性體來說，除了需要滿足機械強度和剛度要求以外，必須保證彈性體上粘貼電阻應變片部位（“貼片部位”）的應力（應變）與彈性體承受的載荷（被測力）保持嚴格的對應關系；同時，為了提高測力傳感器測力的靈敏度，還應使貼片部位達到較高應力（應變）水平。
由此可見，彈性體設計過程中必須滿足以下兩項要求：
1.貼片部位應力（應變）應與被測力保持嚴格對應關系；
2.貼片部位應具有較高應力（應變）水平。
滿足上述兩項要求，柱式測力傳感器彈性體設計方面，經常應用“應力集中”設計原則，確保貼片部位應力（應變）水平較高，并與被測力保持嚴格對應關系，以提高所設計測力傳感器測力靈敏度和測力精度。
改善應力（應變）不規則分布“應力集中”原則：
機械零件或構件設計過程中，通常認為應力（應變）零件或構件上是規則分布，零件或構件截面形狀不發生變化，不必考慮應力（應變）分布不規則問題。其實，機械零件或構件設計中，應力（應變）不規則分布問題并非不予考慮，強度計算中安全系數將其包容內了。
柱式測力傳感器是電阻應變片測量彈性體上貼片部位應變來測量被測力大小。若要保證貼片部位應力（應變）與被測力保持嚴格對應關系，實際上就是保證測力傳感器受力時，彈性體上貼片部位應力（應變）要某一規律分布。實際應用中，彈性體貼片部位應力（應變）分布影響較大因素主彈性體受力條件變化。
彈性體受力條件變化是指當彈性體受力大小不變時，力作用點發生變化或彈性體相鄰加載構件和承載構件接觸條件發生變化。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）分布不規則變化。這方面典型實例是柱式測力傳感器。
當柱式測力傳感器上、下端面均勻受力時，彈性體貼片部位整個圓周上應力（應變）分布是均勻。當上、下兩個端面上受力情況發生變化后，力兩個端面作用情況不再是均勻分布，這時彈性體貼片部位圓周上應力（應變）分布情況就難以預料了。柱式測力傳感器彈性體高度與直徑之比足夠大，彈性體貼片部位圓周上應力（應變）基本上均勻分布。實際應用中，通常很少能為測力傳感器提供較大安裝空間位置，柱式測力傳感器彈性體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，不均勻分布情況隨彈性體受力情況變化而改變。這樣條件下，彈性體貼片部位應力（應變）與被測力不能保持嚴格對應關系，將造成明顯測力誤差。
減小彈性體受力條件變化引起測力誤差，有些傳感器設計者采取柱式測力傳感器彈性體上增加貼片數量方法，盡可能將彈性體上貼片部位圓周上應力（應變）分布不均勻情況測量出來。這樣處理方法有一定效果，可以減小彈性體受力條件變化引起測力誤差。但這種方法畢竟是一種被動方法，增加貼片數量總是有限，很難把彈性體上貼片部位圓周上應力（應變）分布不均勻情況全部測量出來，測力誤差減小程度不夠顯著。
彈性體受力條件變化引起測力誤差實質是彈性體貼片部位圓周上應力（應變）不規則分布，能使彈性體貼片部位圓周上應力（應變）分布受到一定條件約束，迫使貼片部位應力（應變）某一規律分布，使彈性體貼片部位應力（應變）與被測力基本保持嚴格對應關系，由此來減小因彈性體受力條件變化引起測力誤差。

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