7S形剪切式称重传感器

7S形剪切式称重传感器简图，除了利用剪切应力代替弯曲应力外，其它

均无变化。图中 

A-A截面对于两个轴都是对称的，从侧面角度看呈现两倍的尺

寸关系。应变计粘贴在工字形截面的腹板上，其截面尺寸为 

b、c、d、f和 

t。

根据上述给定的尺寸，按计算程序计算出腹板的厚度 

t。

下列中性轴切应力 

Ss最大值计算公式，引自参考文献[1]第 

91页公式（2），

即

式中：V—剪力。 

t—腹板厚度。 

A′—中性轴以上横截面面积。 

Z′—从中性轴到面积 

A′形心的距离。 

A′Z′=A1Z1+A2Z2 

A1Z1—中性轴以上翼缘面积乘以中性轴到翼缘形心的距离，依照图 

7，A1Z1＝fb（d+f/2）。 

A2Z2—中性轴以上腹板的面积乘以中性轴到腹板形心的距离，A2Z2＝td×（d／2）。 

J—中性轴以上截面的惯性矩

例如图 

7中的7S形剪切式称重传感器，假设所需的输出是 

3.0mv/v，弹性体由 

17—4PH

不锈钢制成，Em=29.1×106磅/英寸 

2，μ=0.29，利用公式（ 

6）、（ 

9）及 

N=4（1+μ），求得应力为 

33800磅/英寸 

2，其中 

E0/Ei=3.0mv/m，Gf=2.0，假设

所给的载荷及尺寸如下： 

P=V=15000磅，d=0.80英寸，f=0.20英寸，c=1.00英寸，b=1.50英寸。

把这些数值代入公式（ 

14），即可得到一个有关 

t的二次方程式，解此方程求得t=0.273英寸。

为确定强度，还需要其它尺寸大小，例如确定承受载荷螺纹的允许直径，符合

螺纹外径要求的宽度 

b一定要足够大等。图中 

A-A部分的箭头指向是高弯曲应

力与拉伸应力合二为一的结合面，必须具有足够大的强度才能安全的承受载荷。

粘贴有应变计的腹板两侧的盲孔部分可以是方形、矩形，也可以是圆形使得加工

简单。据估计称重传感器任意部分的应力都比应变计处的应力小。

工字形截面切应力称重传感器的误差来源

依照惯例，当计算工字梁的应力时，假设腹板承受所有载荷。如果我们采用这种

方法，那么将利用平均应力 

Sα=V/A的计算公式来确定腹板的厚度。采用上面的

例子，承受载荷的腹板截面面积是 

A=2ct，又因为 

A=V/Sα，则腹板厚度 

t计算

7S形剪切式称重传感器如下：

此值比通过公式（ 

14）得出的 

t值小 

18%，尽管公式（ 

14）略显繁琐，但对于

不同的截面形状，它的计算是比较准确的。

7S形剪切式称重传感器