機(jī)械式測(cè)力計(jì)與電阻應(yīng)變式測(cè)力傳感器

機(jī)械式測(cè)力計(jì)與電阻應(yīng)變式測(cè)力傳感器
    從所周知，測(cè)力與稱(chēng)重傳感器與其它的力學(xué)量傳感器顯著的不同，它是直接安裝在整個(gè)載荷測(cè)量鏈中（圖1），所以傳感器的強(qiáng)度和剛度必須滿足系統(tǒng)的整體要求，才能保證系統(tǒng)的安全和測(cè)量精度。為此，通常測(cè)量力或重量的傳感器與其它類(lèi)型的傳感器相比，其體積和重量都比較大。在電阻應(yīng)變式測(cè)力傳感器出現(xiàn)以前，在工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)和材料試驗(yàn)機(jī)的測(cè)力計(jì)機(jī)構(gòu)中，都是采用各種機(jī)械式測(cè)力計(jì)（如圖2、3）。當(dāng)電阻絲式應(yīng)變片發(fā)明以后，當(dāng)時(shí)的負(fù)荷傳感器的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，常用的圓環(huán)式或圓棒式，在其變形比較大的部位粘貼4片（或8片）應(yīng)變片，組成惠斯頓電橋（圖4），傳感器的連線遵循了美國(guó)西部地區(qū)應(yīng)變計(jì)委員會(huì)(Western regional strain gage committee)確定的布線規(guī)則（于1960年5月修訂），該連線規(guī)則如圖5所示。測(cè)力與稱(chēng)重傳感器的軸是根據(jù)右手正交坐標(biāo)系進(jìn)行定義。符號(hào)“+”表明在力方向上可產(chǎn)生一個(gè)“+”信號(hào)電壓，通常定義為張力。根據(jù)圖6坐標(biāo)系的定義，測(cè)力與稱(chēng)重傳感器的主旋轉(zhuǎn)軸或徑對(duì)稱(chēng)軸為Z軸。
當(dāng)時(shí)的測(cè)力傳感器一般采用石蠟或蜂蠟涂封防潮，人們常把其稱(chēng)為測(cè)力環(huán)或測(cè)力棒（如圖7所示）。載荷的測(cè)量?jī)x器一般采用靜態(tài)電阻應(yīng)變儀（如圖8所示）。因而，當(dāng)時(shí)的載荷測(cè)量精度比較低，一般在5%-10%以?xún)?nèi)。
    五十年代中期箔式應(yīng)變片的出現(xiàn)，應(yīng)用箔式應(yīng)變片的負(fù)荷傳感器的測(cè)量精度有了明顯的提高，基于當(dāng)時(shí)的條件，一般精度在0.1%左右。在此期間，人們也逐漸開(kāi)始探索把電阻應(yīng)變式負(fù)荷傳感器用于衡器與自動(dòng)稱(chēng)量領(lǐng)域。