局部削弱彈性體提高芯片應(yīng)力水平的原理

提高力傳感器應(yīng)力(應(yīng)變)水平的應(yīng)力集中原理。

當測力傳感器達到較高的靈敏度時，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。

實現(xiàn)測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，而且能保持整個彈性體的高強度和剛度，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，測量高應(yīng)變水平的液位傳感器。

在測力傳感器的設(shè)計中，尤其是在梁式測力傳感器(如彎梁式和剪梁式測力傳感器)的彈性體設(shè)計中，經(jīng)常采用局部應(yīng)力性體設(shè)計中。局部應(yīng)力(應(yīng)變)集中方法廣泛應(yīng)用于剪切梁式測力傳感器。剪切梁式測力傳感器通過檢測梁彈性體上的剪切應(yīng)力(剪切應(yīng)變)來實現(xiàn)測力。

對于梁構(gòu)件而言，其彎曲強度是主要矛盾。當梁符合彎曲強度時，剪切強度通常較大。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，檢測到的切割應(yīng)力大大提高，測力傳感器的靈敏度明顯提高，對整個梁的彎曲強度影響小，使整個梁保持良好的強度和剛度。

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