一、概述 關于電阻應變片式測力傳感器（以下簡稱“測力傳感器"）來說，彈性體的構造形狀與有關尺度對測力傳感器功能的影響極大。可以說，測力傳感器的功能主要取決于其彈性體的形狀及有關尺度。假如測力傳感器的彈性體規劃不合理，不管彈性體的加工精度多高、張貼的電阻應變片的品質多好，測力傳感器都難以到達較高的測力功能。因而，在測力傳感器的規劃過程中，對彈性體進行合理的規劃至關主要。 彈性體的規劃根本歸于機械構造規劃的規模，但因測力功能的需求，其構造上與通常的機械零件和構件有所不同。通常說來，通常的機械零件和構件只須滿意在滿足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散布狀況不用嚴厲請求。可是，關于彈性體來說，除了需求滿意機械強度和剛度請求以外，有必要確保彈性體上張貼電阻應變片部位（以下簡稱“貼片部位"）的應力（應變）與彈性體接受的載荷（被測力）堅持嚴厲的對應；一起，為了進步測力傳感器測力的靈敏度，還應使貼片部位到達較高的應力（應變）水平。 由此可見，在彈性體的規劃過程中有必要滿意以下兩項請求： （1）貼片部位的應力（應變）應與被測力堅持嚴厲的對應； （2）貼片部位應具有較高的應力（應變）水平。 為了滿意上述兩項請求，在測力傳感器的彈性體規劃方面，經常運用“應力會集"的規劃準則，確保貼片部位的應力（應變）水平較高，并與被測力堅持嚴厲的對應，以進步所規劃測力傳感器的測力靈敏度和測力精度。 二、改善應力（應變）不規矩散布的“應力會集"準則 在機械零件或構件的規劃過程中，通常以為應力（應變）在零件或構件上是規矩散布的，假如零件或構件的截面形狀不發生改動，不用思考應力（應變）散布不規矩的疑問。本來，在機械零件或構件的規劃中，關于應力（應變）不規矩散布的疑問并非不予思考，而是經過強度核算中的安全系數將其包容在內了。 關于測力傳感器來說，它是經過電阻應變片丈量彈性體上貼片部位的應變來丈量被測力的巨細。若要確保貼片部位的應力（應變）與被測力堅持嚴厲的對應，實踐上即是確保在測力傳感器受力時，彈性體上貼片部位的應力（應變）要依照某一規則散布。在實踐運用中，關于彈性體貼片部位應力（應變）散布影響較大的因素主要是彈性體受力條件的改動。 彈性體受力條件的改動是指當彈性體受力的巨細不變時，力的作用點發生改動或彈性體與其相鄰的加載構件和承載構件的觸摸條件發生改動。假如在彈性體構造規劃時，未能思考這一狀況，就可能形成彈性體上應力（應變）散布的不規矩改動。這方面zui典型的實例是筒式測測力傳感器。 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悉數圓周上應力（應變）的散布是均勻的。當上、下兩個端面上受力狀況發生改動后，力在兩個端面的作用狀況不再是均勻散布的，這時彈性體貼片部位圓周上應力（應變）的散布狀況就難以預料了。假如筒式測力傳感器彈性體的高度與直徑之比滿足大，彈性體貼片部位圓周上的應力（應變）根本上仍是均勻散布。可是，在實踐運用中，通常很少能為測力傳感器提供較大的裝置空間方位，因而筒式測力傳感器彈性體的高度與直徑之比很難做到滿足大，彈性體貼片部位圓周上應力（應變）將不均勻散布，而且不均勻散布的狀況隨彈性體受力狀況的改動而改動。在這么的條件下，彈性體貼片部位的應力（應變）與被測力不能堅持嚴厲的對應，將形成顯著的測力差錯。
為了減小由于彈性體受力條件的改動導致的測力差錯，有些傳感器規劃者采納在筒式測力傳感器彈性體上添加貼片數量的辦法，盡可能將彈性體上貼片部位圓周上應力（應變）散布不均勻的狀況丈量出來。這么的處理辦法有必定的作用，可以減小彈性體受力條件的改動導致的測力差錯。但這種辦法畢竟是一種被迫的辦法，添加的貼片數量老是有限的，仍是很難把彈性體上貼片部位圓周上應力（應變）散布不均勻的狀況悉數丈量出來，測力差錯減小的程度不夠明顯。
由于彈性體受力條件的改動導致的測力差錯的實質是彈性體貼片部位圓周上的應力（應變）的不規矩散布，假如能使彈性體貼片部位圓周上的應力（應變）散布遭到必定條件的束縛，迫使貼片部位的應力（應變）依照某一規則散布，因而使得彈性體貼片部位的應力（應變）與被測力根本堅持嚴厲的對應，由此來減小因彈性體受力條件的改動導致的測力差錯。 關于筒式測力傳感器來說，在承載強度滿足的條件下，假如將彈性體貼片部位圓周上不貼片的部位挖空（見圖2），使得應力只能在未挖空的部位散布，大大改善了應力（應變）不規矩散布的狀況。或者說，應力（應變）的不規矩散布只是限于未挖空的部位，而且其不規矩散布的程度不會很大。因而，在未挖空的部位張貼電阻應變片，就能使測得的應力（應變）與被測力根本堅持嚴厲的對應。 上述處理辦法實踐上出于這么一個原理：經過某種措施，使彈性體上的應力（應變）會集散布在便于貼片檢查的部位，完成測得的應力（應變）與被測力根本堅持嚴厲的對應，以確保傳感器的測力精度。
作者曾用上述辦法對筒式測力傳感器進行改善。改善前的通常筒式傳感器測力差錯大于1% F.S.，改善后（部分挖空）的筒式傳感器測力差錯為0.1~0.3%F.S.，測力精度顯著進步。
三、進步應力（應變）水平的應力會集準則 若要測力傳感器到達較高的靈敏度，通常應當使電阻應變片有較高的應變水平，即在彈性體上貼片部位應當有較高的應力（應變）水平。 完成彈性體上貼片部位到達較高應力（應變）水平有兩種常用的辦法： （1）全體減小彈性體的尺度，全面進步彈性體上的應力（應變）水平； （2）在貼片部位鄰近對彈性體進行部分削弱，使貼片部位部分應力（應變）水平進步，而彈性體其它部位的應力（應變）水平根本不變。 以上兩種辦法都可以進步貼片部位的應力（應變）水平，但對彈性體全體功能而言，部分削弱彈性體的作用要遠好于全體減小彈性體尺度。由于部分削弱彈性體既能進步貼片部位的應力（應變）水平，又使得彈性體全體堅持較高的強度和剛度，有利于進步傳感器的功能和運用作用。 部分削弱彈性體進步貼片部位應力（應變）水平的原理是：經過部分削弱彈性體，形成部分的應力會集，使得應力會集部位的應力（應變）水平顯著高于彈性體其它部位的應力水平，將電阻應變片張貼于應力會集部位，就可以測得較高的應變水平。 部分應力（應變）會集的辦法在測力傳感器的規劃中經常被采用，尤其在梁式測力傳感器（如曲折梁式和剪切梁式測力傳感器）的彈性體規劃中被廣泛運用。部分應力（應變）會集辦法運用較為成功的當數剪切梁式測力傳感器。剪切梁式測力傳感器是經過檢查梁式彈性體上的剪應力（剪應變）完成測力的，其彈性體的構造如圖3所示（為了便于闡明疑問，這兒僅以一簡支梁式的彈性體為例）。 由材料力學中有關梁的應力散布常識可知，當梁接受橫向（曲折）載荷時，在梁的中性層處剪應力（剪應變）zui大。假如要檢查梁上的剪應變，應當在梁的中性層處貼片。為了進步貼片處的剪應力（剪應變）水平，可將彈性體兩邊各挖一個盲孔（見圖3的2處），盲孔的基地應在中性層處。電阻應變片應當張貼在盲孔的底面上，即圖3中工字形斷面（A－A剖面）的腹板上。
關于梁形構件來說，其曲折強度是主要矛盾。在一個梁滿意曲折強度的狀況下，剪切強度通常裕量較大。當在中性層鄰近挖盲孔后，該截面上腹板上的剪應力（剪應變）顯著進步，可是該截面上的曲折應力進步很小。因而，剪切梁式彈性體運用部分應力會集計劃后，被檢查的剪應變大大進步，使該測力傳感器的靈敏度明顯進步，而對悉數梁的曲折強度影響很小，使悉數梁堅持了杰出的強度和剛度。
四、小結 在測力傳感器的規劃過程中，如能自覺地依照上述兩種應力會集的準則，對彈性體進行構造規劃，就可以收到進步測力傳感器的測力精度和測力靈敏度的杰出作用。靈敏、恰本地運用應力會集的準則，關于規劃和生產高功能的測力傳感器具有主要的實用意義。 | 
