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1．單個(gè)稱(chēng)重傳感器組裝電子秤對(duì)稱(chēng)重傳感器性能的要求
單個(gè)稱(chēng)重傳感器組裝電子秤時(shí)，出于準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性和可靠性的考慮，對(duì)稱(chēng)重傳感器彈性元件的結(jié)構(gòu)形式、支承邊界、載荷引入方式、四角誤差調(diào)整、安全過(guò)負(fù)荷能力、疲勞壽命等都提出了較嚴(yán)格的要求，主要包括：
(1)固有線性好，準(zhǔn)確度高，疲勞壽命長(zhǎng)。
(2)量程范圍寬，安全過(guò)負(fù)荷能力強(qiáng)。
(3)對(duì)端面力、橫向力和扭力矩不敏感。
(4)溫度補(bǔ)償完善，零點(diǎn)和靈敏度溫度誤差小。
(5)防護(hù)與密封性能好，工作穩(wěn)定性與可靠性高。
(6)安裝方便，容易調(diào)整四角誤差。
2．單個(gè)稱(chēng)重傳感器組裝電子秤對(duì)邊界條件的要求
通常，一臺(tái)稱(chēng)重傳感器有兩個(gè)承受載荷的接觸面，即引入載荷和支承載荷的接觸面。這些載荷條件的變化將引起接觸面上載荷分布的變化，即使在接觸面上總的作用載荷保持不變，也將導(dǎo)致稱(chēng)重傳感器的靈敏度變化。
單個(gè)稱(chēng)重傳感器組裝電子秤時(shí)，多采用平行梁結(jié)構(gòu)的正應(yīng)力稱(chēng)重傳感器，其支承面和加載面均為稱(chēng)重傳感器彈性元件的一部分。對(duì)于這種平行梁稱(chēng)重傳感器，決定加載邊界條件的因素主要是支承底座、托架、墊塊的結(jié)構(gòu)及所用材料的硬度、表面粗糙度等，因此支承方式即彈性元件根部固定的合理性至關(guān)重要。
單個(gè)平行梁稱(chēng)重傳感器組裝電子秤時(shí)，其固定端應(yīng)有足夠大的平衡力矩，盡量使其為固支。加載端載荷的引入應(yīng)采用鋼球，因?yàn)殇撉騻鬟f載荷時(shí)，它只感受和傳遞垂直方向上的軸向載荷，而對(duì)側(cè)向載荷和扭矩不敏感，這樣平行梁稱(chēng)重傳感器的輸出就只取決于沿主軸方向的載荷大小。
二、平行梁稱(chēng)重傳感器的偏載誤差
單個(gè)平行梁稱(chēng)重傳感器組裝的電子秤，在稱(chēng)量物體重量時(shí)，白于每次物體的放置位置彼此不同，因此產(chǎn)生偏載并在電阻應(yīng)變計(jì)處引起附加應(yīng)變，使稱(chēng)重傳感器的輸出產(chǎn)生誤差，通常稱(chēng)為偏載誤差。因此，必須對(duì)平行梁型稱(chēng)重傳感器的偏載誤差進(jìn)行理論分析，找出消除偏載誤差的方法。
1．在X方向上的偏載誤差
圖3-la所示為典型的雙孔平行梁彈性元件，雙孔中心距為L(zhǎng)，上下梁1、2、3、4分別為單軸電阻應(yīng)變計(jì)，孔與平行梁最小厚度為矗。當(dāng)平行梁彈性元件受偏心載荷P作用時(shí)，在其端部產(chǎn)生附加力矩M。，此力矩由上下平行梁產(chǎn)生的軸力P，來(lái)平衡，如圖15-lb所示。而且軸力P，的作用線與孔的形心線（中性軸）不重合，因此上下平行梁粘貼電阻應(yīng)變計(jì)的部位，還要受到軸力Pl引起的附加彎矩M。的影響，如圖15-lc所示。
設(shè)軸力P，的作用線與形心線的距離為Ah，則
Mo—P1 Ah
由于X方向上偏載P的影響，上下平行梁同時(shí)產(chǎn)生軸力P，引起的拉伸（或壓縮）應(yīng)變￡，，和彎矩M引起的彎曲應(yīng)變e，。，即
一 P
e，，=AoE
Mo皇
8 zz -可x式中Ao -平行梁的截面積；
矗——平行梁雙孔處的最小臂厚；
E——彈性元件材料的彈性模量；
Jx-平行梁應(yīng)變截面的慣性矩。
X方向偏載影響的結(jié)果，使平行梁上電阻應(yīng)變計(jì)所測(cè)量的應(yīng)變均由三部分組成，分別是載荷P、軸力Pl和彎矩Mo引起的應(yīng)變值，即每一片電阻應(yīng)變計(jì)的輸出應(yīng)變均為這三部分應(yīng)變值的代數(shù)和。
設(shè)各電阻應(yīng)變計(jì)總應(yīng)變分別為e，7、e。、e。、和e；7，并以正、負(fù)號(hào)表示拉伸、壓縮應(yīng)變。表15-1給出了載荷P、軸力P，和彎矩Mo引起的應(yīng)變。
Z方向偏載引起的附加力矩為：
Mz =PL2
式中，L2為載荷作用點(diǎn)偏離彈性元件中心的距離。扭矩M。由上下平行梁的扭轉(zhuǎn)力矩相平衡，扭轉(zhuǎn)將使上下平行梁產(chǎn)生剪切應(yīng)力，同時(shí)端部力P2還會(huì)使上下平行梁在XZ平面內(nèi)產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。可運(yùn)用分析X方向偏載的方法來(lái)分析此種情況，其分析結(jié)果是應(yīng)變區(qū)每一片電阻應(yīng)變計(jì)，都受到偏載P引起的彎曲應(yīng)力、扭矩M。引起的剪切應(yīng)力和端部力P：引起的彎曲應(yīng)力三部分作用，總應(yīng)變?nèi)匀皇沁@三部分應(yīng)變的代數(shù)和。按上述方法貼片組橋，并對(duì)電阻應(yīng)變計(jì)粘貼位置的準(zhǔn)確度和彈性元件尺寸及形位公差嚴(yán)格控制，同樣可以消除Z方向偏載對(duì)稱(chēng)重傳感器輸出的影響。
3．電阻應(yīng)變計(jì)粘貼位置誤差對(duì)輸出的影響
電阻應(yīng)變計(jì)在平行梁上的粘貼位置誤差，可按以下四種情況進(jìn)行分析：粘貼位置非常準(zhǔn)確；與X軸成笳角且對(duì)X軸反對(duì)稱(chēng)；偏移X軸AZ距離；相對(duì)X軸同時(shí)產(chǎn)生A夾角和AZ偏移。電阻應(yīng)變計(jì)粘貼位置誤差示意圖如圖15 3所示。
圖lo-3 電阻應(yīng)變計(jì)粘貼位置誤差示意圖
(1)電阻應(yīng)變計(jì)粘貼位置非常準(zhǔn)確
電阻應(yīng)變計(jì)粘貼位置非常準(zhǔn)確是很難做到的，如圖15-3a所示，這只是為了分析問(wèn)題的一個(gè)假設(shè)。此時(shí)，在扭矩Mz引起的剪應(yīng)力r作用下，X方向的應(yīng)變?yōu)椋?/p>
s，= - ysinAOcosAO式中y-截面所承受的剪應(yīng)變；
AO-電阻應(yīng)變計(jì)與X軸的夾角。
由于電阻應(yīng)變計(jì)粘貼位置非常準(zhǔn)確，所以：
AO=O
則 ￡。-O
同樣，端部力P。引起的彎曲應(yīng)力在貼片處（中性面上）的彎曲應(yīng)變也為零，故Z方向的偏載對(duì)稱(chēng)重傳感器的輸出無(wú)影響。
(2)電阻應(yīng)變計(jì)粘貼位置與X軸成凹角且對(duì)于X軸反對(duì)稱(chēng)
此種情況比較常見(jiàn)，電阻應(yīng)變計(jì)粘貼位置誤差如圖15-3b所示。此時(shí)，在扭矩M：引起的剪應(yīng)力r作用下，改變了電阻應(yīng)變計(jì)的應(yīng)變輸出，可用X方向的應(yīng)變公式計(jì)算，即：
s。= -)，sinAOcos/\0
因筒角較小，X方向的應(yīng)變公式可進(jìn)一步簡(jiǎn)化為：
￡。= -YAO
(3)電阻應(yīng)變計(jì)粘貼位置偏移X軸/\Z距離
此種情況也比較常見(jiàn)，電阻應(yīng)變計(jì)粘貼位置誤差如圖15-3c所示。由于端部力P：在XZ平面內(nèi)引起彎曲變形，使電阻應(yīng)變計(jì)產(chǎn)生附加的彎曲應(yīng)變，此時(shí)輸出的變化為：
M/\Z
￡b2 -
EJ Y
一』生
令 娃一琶J Y
則 ￡b一-aAZ式中M-端部力P。引起的電阻應(yīng)變計(jì)處的彎矩；
AZ-電阻應(yīng)變計(jì)軸線偏離X軸距離；
口——由材料和結(jié)構(gòu)尺寸決定的常數(shù)。
(4)電阻應(yīng)變計(jì)粘貼位置同時(shí)產(chǎn)生笳夾角和AZ偏移
電阻應(yīng)變計(jì)粘貼位置相對(duì)X軸同時(shí)產(chǎn)生△口夾角和AZ偏移，是最大的粘貼位置誤差，如圖15-3d所示；此種情況實(shí)際上是上述(2)和(3)兩種情況的組合。它將使各電阻應(yīng)變計(jì)產(chǎn)生幾種不同的應(yīng)變影響量。而這些影響量按上述方法組成惠斯通電橋電路時(shí)，是不可能徹底消除的。僅就單片電阻應(yīng)變計(jì)而言，可產(chǎn)生的最大輸出誤差為(2)和(3)兩種情況下輸出誤差的疊加
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