1.結(jié)構(gòu)

TB111-3 型三半環(huán)式傳感器的總體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

1.1彈性體結(jié)構(gòu)
彈性體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

如圖所示，它是由三個(gè)變截面半環(huán)構(gòu)成。其特點(diǎn)是：六個(gè)應(yīng)變區(qū)均勻分布在與負(fù)荷軸線(xiàn)相垂直的一個(gè)平面上，每個(gè)半環(huán)上有兩個(gè)應(yīng)變區(qū)。三半環(huán)式傳感器為整體結(jié)構(gòu)，它是由上下兩部分的承載板、中部的變截面應(yīng)變區(qū)所構(gòu)成。當(dāng)負(fù)荷加載到三半環(huán)式傳感器之上時(shí)即刻進(jìn)入工作狀態(tài)。三半環(huán)式傳感器的工作狀態(tài)相當(dāng)于一個(gè)三條腿的板凳加上適當(dāng)負(fù)荷，此時(shí)狀態(tài)是很穩(wěn)定的，并且對(duì)基面要求可以不是很平。這種情況要比兩條腿和四條腿的板凳加上適當(dāng)負(fù)荷要穩(wěn)定得多。

1.2彈性體計(jì)算公式
如圖3所示，由材料力學(xué)分析可知，環(huán)上各點(diǎn)的彎矩為：

（此處W’為總負(fù)載W的三分之一）

應(yīng)變計(jì)粘貼處的特征點(diǎn)（1，2，3，4）彎矩最大，分別為：

特征點(diǎn)處的抗彎模量為：

所以，特征點(diǎn)處的最大應(yīng)變值為：

由特征點(diǎn)處的應(yīng)變計(jì)組成應(yīng)變電橋的輸出與輸入電壓之比與重力W的關(guān)系為：

式中： △U——與外力成正比的電橋輸出電壓（mv）
U_in——電橋輸入電壓（v）
W——重力
K——應(yīng)變計(jì)靈敏系數(shù)
E——彈性體材料的彈性模量
r——環(huán)的平均半徑
b——環(huán)的厚度
h——環(huán)壁的厚度

當(dāng)然，這種計(jì)算是十分粗糙的估算。 

1.3電器結(jié)構(gòu)
彈性體為受力敏感元件，將電阻應(yīng)變片按一定的工藝粘貼到彈性體上，組成惠斯通電橋。橋路與彈性元件結(jié)構(gòu)結(jié)合,使被測(cè)值為各應(yīng)變點(diǎn)之和并可自動(dòng)平衡由偏載所產(chǎn)生的誤差。彈性元件不受載荷時(shí)，電橋處于平衡狀態(tài)，輸出電壓為零。彈性元件粘貼電阻應(yīng)變片的部位為應(yīng)變區(qū)，當(dāng)傳感器承載荷時(shí)產(chǎn)生與載荷成正比的輸出電壓，從而測(cè)出外加載荷的大小。

圖4是TB111-3 型三半環(huán)式傳感器的接線(xiàn)圖

1.4總體結(jié)構(gòu)
從TB111-3型三半環(huán)式傳感器的總體結(jié)構(gòu)圖1中可以看出該傳感器有兩路輸出，在實(shí)際應(yīng)用中：一路信號(hào)用于主測(cè)試、另一路用于控制中的信號(hào)源。根據(jù)不同要求也可用于其它場(chǎng)合，例如一路用于信號(hào)，一路作備用。

2.測(cè)試結(jié)果

2.1技術(shù)指標(biāo)
靈 敏 度： 0.75～1.00mv/V
綜合精度： 0.05%FS
橋 壓： 30～40V
變 形 量： 小于0.09mm（滿(mǎn)量程）
加載方式： 拉，壓兩用
輸出方式： 雙路輸出
量 程： TB111-3（30kN）、TB111-5 (50kN)
電 纜： 四芯屏蔽電纜長(zhǎng)度10米

2.2測(cè)試結(jié)果
對(duì)兩種規(guī)格共4支傳感器測(cè)試結(jié)果如下：

3.討論

傳統(tǒng)的板環(huán)結(jié)構(gòu)與三半環(huán)式傳感器的差別見(jiàn)下表：

由此可見(jiàn)，三半環(huán)式傳感器具有穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)在日益擴(kuò)展的傳感器應(yīng)用領(lǐng)域中應(yīng)該有其更廣的應(yīng)用。當(dāng)然，世界上沒(méi)有完美的東西，三半環(huán)式傳感器也存在它的缺點(diǎn)，仍需進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和研制，以便更好的適應(yīng)社會(huì)的需求。