应力分布改善在制作高性能桥式传感器实践中的应用

从表中5只传感器的测试结果来看，平均灵敏度1.2718mV/V，一致性比较好，但与设计计算要求的2mV/V的灵敏度相差甚远；而且线性和滞后指标都具有良好的一致性。

方案二：

在方案一的基础上，参照传感器应变部位的受力图2，弹性体受到的剪切力在应变梁上并没有产生足够的微应变是灵敏度低的主要原因，因此我们可以通过减小应变梁t的尺寸来提高产生微应变的能力，应力分部同方案一的分布，通过我们试验，该方案的效果并不明显。

方案三：

从图(2)的分析中得知，在y接近“0”的地方，产生的剪切应力τ越接近其最大值τmax，我们是否可以只要产生剪切应力峰值的局部区域，而去除其余的部分。考虑到应变计贴片所需的尺寸和弹性体加工的方便，沿着传感器的载荷方向钻通孔2-ΦB（图4），经过简单的应力分布分析（图4，其中虚线为方案二中应力曲线），应力不但最大应力值τ2max比τ1max也有了大幅度增加，而且对于更加集中。

1.3 试验结果

从表1中的5只传感器取3只传感器进行钻2-ΦB通孔试验，灵敏度的测试结果见表2，线性和滞后指标没有发生太大的变化，和表1中的数值相接近。

对照表1和表2，同一只传感器的灵敏度变化很大，全部增加了约1.2mV/V左右，我们在此基础上继续调整应变梁的厚度，使灵敏度更加接近目标值2mV/V。调整后小批量传感器试验的灵敏度结果见表3。

其中传感器灵敏度最大为2.251mV/V，最小为2.00243 mV/V，分散比较大，造成这种现象的原因是传感器弹性体加工钻通孔2-ΦB时，采用人工划线钻孔，两个孔的中心位置，对称性及大小的一致性的影响。只要我们在以后弹性体的加工制作过程中采用高精度的钻孔工装来保证两个通孔的加工精度，传感器灵敏度一致性会得到良好的保证。

2、结论

此次制作的3t传感器测试结果全部符合GB/T7551-1997《称重传感器》中C3级的要求。总结此次的设计制作过程，就是充分利用弹性体所受到的剪切应力分布的集中区域，在理论设计计算基础上，通过调整弹性体应变梁的结构形式，使弹性体的剪切应力尽可能的集中到应变计的贴片区域，对调整传感器的灵敏度起很大的作用，这对我们以后设计制作量程较小的传感器起到很大的帮助。