图1电子秤平剖图
1台面壳体２均压框架３电阻应变片４弹性体５补偿电阻６可调支撑脚７底
座
如图１所示，底座通过贴有电阻应变片的双孔型等强度弹性体梁与均压框架相接，均压框架
用螺钉与壳体相联。
弹性体是应变式力传感器将力转换为应变量的关键部件。研究结果表明，双孔梁
弹性体按刚架计算比按平行梁计算精确，而且桥路输出和载荷之间的线形好、灵
敏度高。非线性和灵敏度与竖梁的长度和刚度无关。由于采用陶材料设计制作弹
性梁，其灵敏度结构系数不仅取决于弹性体结构形式和应变区的选择，而且和陶
瓷材料的微结构、质量及机械强度等因素密切相关。为此，进行了双孔梁的应力
分析、抗冲击载荷分析、额定载荷计量等，并用计算机进行了有限元分析。经模
拟验证分析，选用图1a所示的双孔梁结构形式。该梁的应力分布均匀对称，其
应力最大点在弹性梁的最薄偏离两端处。
根据图1a所示的结构形式：
ε＝M／W．E
（1）
式中：ε为应变量；M为弯矩；W为抗弯模数；E为弹性模量。
对于这类应变式弹性体上的全等臂电桥，其输出电压V0和桥压Vi有如下关系：
V0＝GF．ε．Vi
（2）
式中：GF为应变电阻的应变系数。将式（1）代入式（2），可得：
V0＝GF．M．Vi／W．E
（3）
对于矩形截面，
W＝1／6b．h2
式中：b为弹性体承载面宽度；h为弹性体承载梁厚度。
由AA剖面分析，负荷F必须由一对剪力F／2与之平衡。若取一应变电阻
进行分析，F／2对应变电阻中心点的弯距为M0：M0＝F（L／2－X）／2
以式（4）代入式（3），可得：
（4）
V0＝3F（L／2－X）GF．Vi／b．h2．E
（5）
由式（5）可见，双孔梁的桥路输出和载荷F之间具有良好的线形，而且灵
敏度高。
f电阻应变式传感器的测量电路电阻应变式传感器是一种利用电阻应变效应，将各种力学量转换为电信号的结构型传感器。电阻应变片式电阻应变式传感器的核心元件，其工作原理是基于材料的电阻应变效应，电阻应变片即可单独作为传感器使用，又能作为敏感元件结合弹性元件构成力学量传感器。导体的电阻随着机械变形而发生变化的现象叫做电阻应变效应。电阻应变片把机械应变信号转换为△RR后，由于应变量及相应电阻变化一般都很微小，难以直接精确测量，且不便处理。因此，要采用转换电路把应变片的△RR变化转换成电压或电流变化。其转换电路常用测量电桥。直流电桥的特点是信号不会受各元件和导线的分布电感及电容的影响，抗干扰能力强，但因机械应变的输出信号小，要求用高增益和高稳定性的放大器放大r