机械式测力计与电阻应变式测力传感器

机械式测力计与电阻应变式测力传感器
    从所周知，测力与称重传感器与其它的力学量传感器显着的不同，它是直接安装在整个载荷测量链中（图1），所以传感器的强度和刚度必须满足系统的整体要求，才能保证系统的安全和测量精度。为此，通常测量力或重量的传感器与其它类型的传感器相比，其体积和重量都比较大。在电阻应变式测力传感器出现以前，在工程结构试验和材料试验机的测力计机构中，都是采用各种机械式测力计（如图2、3）。当电阻丝式应变片发明以后，当时的负荷传感器的结构比较简单，常用的圆环式或圆棒式，在其变形比较大的部位粘贴4片（或8片）应变片，组成惠斯顿电桥（图4），传感器的连线遵循了美国西部地区应变计委员会(Western regional strain gage committee)确定的布线规则（于1960年5月修订），该连线规则如图5所示。测力与称重传感器的轴是根据右手正交坐标系进行定义。符号“+”表明在力方向上可产生一个“+”信号电压，通常定义为张力。根据图6坐标系的定义，测力与称重传感器的主旋转轴或径对称轴为Z轴。
当时的测力传感器一般采用石蜡或蜂蜡涂封防潮，人们常把其称为测力环或测力棒（如图7所示）。载荷的测量仪器一般采用静态电阻应变仪（如图8所示）。因而，当时的载荷测量精度比较低，一般在5%-10%以内。
    五十年代中期箔式应变片的出现，应用箔式应变片的负荷传感器的测量精度有了明显的提高，基于当时的条件，一般精度在0.1%左右。在此期间，人们也逐渐开始探索把电阻应变式负荷传感器用于衡器与自动称量领域。