S型传感器一族

　　一、前言

　　远在上世纪，六、七十年代，我国传感器技术水平不高，其结构形式为筒式、简支梁板式、压环式等，其精度劣于 0.1%，之后太原工学院和中国计量科学院先后推出箱式压环和板环式传感器。由于历史的原因，这些结构尚存在各自的缺点，其中中国计量科学研究院的板环式传感获得了万分之几的高精度，而它更大的贡献在于协同了相关专业，系统的全面的科研成果，40CrNiMo 的选择及全部热处理规范，聚酰亚胺胶的全部研发等等。时至上世纪七十年代中后期，航天部七 O 二所、七 O 一所、中国计量科学院和鞍钢计量厂开始研发了 S型传感器。通过研发过程中的感受和大量的多方位综合测试，使人们为这种传感器的优良性能所感慨，其非线性等指标向万分之一迈进，而又具备着抗侧向力和抗偏载等优良的计量性能，然而其 S型传感器却又只有简单的弹性体结构，由此带来了简捷的机械加工工艺，为其迅速推广提供了方便。此时此刻人们不尽感概国外原创人员即第一位构思 S型传感器的人的巧妙，用最简单的结构解决了高难度问题。此后为了推广这种传感器，航天部、中国计量科学研究院作了大量工作，发表论文、召开鉴定会等。此时鞍钢计量厂作为企业的研究部门在一九八O 年和一九八一年的中国计量测试学会首届测力称重学术会和上海计量测试学会首届电子秤学术会上发表文章，以期推广 S型传感器。在此后的二十多年里 S 型传感器的研发，拓展均得到大幅度的提高。其制造技术更加成熟，品种繁多，并向类似的结构与原理发展，形成了 S型传感器一族，满足了不同量程、不同用途的电子秤、天平、测力装置的要求。时至今日 S型传感器一族已经有几十种，单就一个传感器生产厂家多至十来种 S型传感器，少则两三种;而对于 S型传感器一族多则要几十种这种传感器。而我国乃至国外传感器生产厂家绝大多数都有 S型传感器的产品，而传感器的量程从几百公斤左右拓展到小至几百克、大至几十吨，从拉式到压式。与其原理相近的也大量伴生。极大的丰富了我国传感器产品的品种，得到了衡器厂家和衡器用户的欢迎。

　　二、S 型传感器的机理

　　S 型传感器是由其弹性体的 S 型构造而得名。S 型传感器的弹性体是传感器实现力产生变形的载体，是应力测量的提供体，和其它传感器弹性体结构不同的是：S 型传感器利用了曲折的路线完成力的传递，又使接触应力消失在远离测量区，应变测量区具备了不受任何干扰的测量重力环境，而应变测量区无论是双连孔还是单孔的结构设计都给重力测量提供了大小相等而应力方向相反的理想应变测量环境。同时此处又是弹性体结构中应力最大区域或最敏感区。作为弹性体的原发设计，其结构如此简单，构思如此巧妙，而计量性能如此优良，使其S 型传感器得以继续拓展和继续研发。