自從20世紀70年代初期，利用剪切應(yīng)力產(chǎn)生的拉、壓成雙主應(yīng)力的稱重傳 感器問世以來，以其全面克服傳統(tǒng)正應(yīng)力稱重傳感器的固有缺點，而形成了一個新的發(fā)展潮流，每年都有多種結(jié)構(gòu)類型的剪切式稱重傳感器面世。與傳統(tǒng)的圓柱式、圓筒式、圓環(huán)式、彎曲梁式結(jié)構(gòu)的正應(yīng)力稱重傳感器相比，剪切梁式稱重傳感器有如下特點： 

  （1）剪切梁彈性元件的應(yīng)變區(qū)無面積效應(yīng)和泊松效應(yīng)影響，受載時截面積無變化，固有線性好； 

  （2）剪力沿應(yīng)變梁的長度方向為一常量，因此稱重傳感器輸出對載荷作用點變化不敏感； 

  （3）應(yīng)變梁為一受彎曲應(yīng)力作用的彈性元件，中性軸處的應(yīng)力單元為純剪切狀態(tài)，拉、壓成雙的主應(yīng)變絕對值基本相等，惠斯通電橋的非線性誤差??； 

  （4）外形低，穩(wěn)定性好，加之采用測量正、負應(yīng)變的電阻應(yīng)變計對稱的組成惠斯通全橋電路，抗偏心和側(cè)向載荷能力強； 

  （5）當(dāng)剪切應(yīng)變梁同時承受拉伸和壓縮載荷時，稱重傳感器靈敏度一致性 2 好，可用作“拉壓型”稱重傳感器； 

  （6）剪切應(yīng)變梁為雙端固支梁，載荷引入點和兩個支撐點自成平衡力系，不需要強行維持力矩平衡，邊界支撐設(shè)計大為簡化； 

  （7）在剪切應(yīng)變梁兩側(cè)的載荷引入點和兩個支撐點之間，對稱加工出四個盲孔就形成了工字形截面剪切梁，其技術(shù)與應(yīng)用性能更理想； 

  （8）采用鋼球與球碗接觸引入載荷，使得稱重傳感器只感受垂直方向的軸向載荷而不感受橫向載荷和橫向扭矩，保證了稱量準確度。 

  剪切梁稱重傳感器的彈性元件，按照粱應(yīng)變區(qū)的截面形狀不同，分為正方形截面、矩形截面、工字形截面、圓截工字形截面、矩形空心截面和圓形空心截面等多種結(jié)構(gòu)形式，其額定載荷多為 0.5～50t。 

  在選擇稱重傳感器彈性元件結(jié)構(gòu)時，其固有線性至關(guān)重要。引起非線性誤差的主要因素是彈性元件、電阻應(yīng)變計和惠斯通電橋電路，較小的因素是制造工藝。電阻應(yīng)變計只要選擇合理其非線性誤差通常是很小的；惠斯通電橋電路的非線性誤差，取決于工作橋臂的組成與連接方式、各電阻應(yīng)變計的應(yīng)變值；彈性元件的非線性起決定性作用是彈性元件及應(yīng)變區(qū)結(jié)構(gòu)，這些是設(shè)計者必須認真考慮的問題。其非線性誤差可能來自： 

  （1）應(yīng)變區(qū)的面積效應(yīng)影響； 

  （2）變形大，應(yīng)變程度高； 

  （3）泊松比效應(yīng)導(dǎo)致載荷與應(yīng)力（P－σ ）關(guān)系的非線性； 

  （4）邊界條件和密封膜片的載荷分路作用； 

  （5）彈性元件材料特性的非線性，即應(yīng)力應(yīng)變并非完全線性關(guān)系。 

  這些因素在確定彈性元件結(jié)構(gòu)及邊界條件、選擇金屬材料及熱處理規(guī)范、確定電阻應(yīng)變計結(jié)構(gòu)尺寸及工作特性時都應(yīng)認真考慮，實施優(yōu)化組合。