提高力傳感器應(yīng)力(應(yīng)變)水平的應(yīng)力集中原理。
當(dāng)測(cè)力傳感器達(dá)到較高的靈敏度時(shí),通常應(yīng)使電阻應(yīng)變片具有較高的應(yīng)變水平,即在彈性體上貼片部分應(yīng)具有較高的應(yīng)力水平。
實(shí)現(xiàn)測(cè)力傳感器彈性體的芯片有兩種常用方法:
(1)整體減小彈性體尺寸,全面提高彈性體應(yīng)力(應(yīng)力)水平;
(2)在貼片部位附近局部削弱彈性體,提高貼片部位的局部應(yīng)力水平,彈性體其他部位的應(yīng)力水平幾乎不變。
上述兩種方法都能提高芯片部位的應(yīng)力(應(yīng)變)水平,但是就彈性體的整體性能而言,局部削弱彈性體的效果遠(yuǎn)優(yōu)于整體減小彈性體的尺寸。由于局部減弱彈性體不僅能提高片段的應(yīng)力(應(yīng)變)水平,而且能保持整個(gè)彈性體的高強(qiáng)度和剛度,有助于改善傳感器的性能和使用效果。
局部削弱彈性體提高芯片應(yīng)力(應(yīng)變)水平的原理是通過(guò)局部削弱彈性體、局部應(yīng)力集中、應(yīng)力集中部應(yīng)力(應(yīng)變)水平明顯高于彈性體其他部應(yīng)力水平,將電阻應(yīng)變片粘貼在應(yīng)力集中部,測(cè)量高應(yīng)變水平的液位傳感器。
在測(cè)力傳感器的設(shè)計(jì)中,尤其是在梁式測(cè)力傳感器(如彎梁式和剪梁式測(cè)力傳感器)的彈性體設(shè)計(jì)中,經(jīng)常采用局部應(yīng)力性體設(shè)計(jì)中。局部應(yīng)力(應(yīng)變)集中方法廣泛應(yīng)用于剪切梁式測(cè)力傳感器。剪切梁式測(cè)力傳感器通過(guò)檢測(cè)梁彈性體上的剪切應(yīng)力(剪切應(yīng)變)來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)力。
對(duì)于梁構(gòu)件而言,其彎曲強(qiáng)度是主要矛盾。當(dāng)梁符合彎曲強(qiáng)度時(shí),剪切強(qiáng)度通常較大。在中性層附近挖出盲孔后,截面上腹板的剪切應(yīng)力(剪切應(yīng)力)明顯增加,但截面的彎曲應(yīng)力較小。因此,在切割梁彈性體采用局部應(yīng)力集中方案后,檢測(cè)到的切割應(yīng)力大大提高,測(cè)力傳感器的靈敏度明顯提高,對(duì)整個(gè)梁的彎曲強(qiáng)度影響小,使整個(gè)梁保持良好的強(qiáng)度和剛度。
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