轧制力测试系统的设计
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燕山大学
轧制力测试系统的设计
***
指导老师： 指导老师：***
轧制力测试系统的设计
1.轧制压力的测试 2.应力测量法
2.1 机架立柱应力分析 2.2 测量方法 2.3 标定 2.4 应变拉杆法
3.传感器测量法
3.1 测力传感器的分类 3.2 电阻应变式传感器的设计
1.轧制压力的测试 轧制压力的测试
2.3标定
其标定方法基本上与一般应变（或应力）的测 量相同，最常见的办法是用等强度量进行标定。 在等强度梁上贴片，其性能、粘贴工艺、组桥 方式、仪器性能、工作状态和梁体材料等均与 牌坊立柱的情况相同，因而可将其等强度梁上 得出的结果应用到牌坊上去。然后给梁逐渐加 载，记录下各对应载荷的输出信号，于是得出 应力（或应变）与输出信号（例如光点高度） 之间的线性关系。
图2-3 应变杆的结构和安 装示意图 1-支座 2-粗拉杆 3-细拉杆 4-立柱中性面
L σ =σP l 由上式可见，细小拉杆应力 σ 比立柱应力 σ P 大L/l倍 应变拉杆法的优点是：易于制造，便于维修，无 需改动设备，不占用窗口空间，不影响机架刚度， 工作条件好，使用寿命长，早讲低廉易于推广等。 其缺点是：若有立柱横截面形状不规则，中性面 不易找准。另外，由于各种因素的影响，四根立 柱受力情况不尽相同。所以引起较大误差。实验 表明，用应变拉杆法和传感器测量法测出的轧制 力误差，最大可达8%-10%。
δ
当被测量δ、S或ε发生变化时，都会引起电容 的变化。如果保持其中的两个参数不变，而仅 改变另一个参数，就可把该参数的变化变换为 单一电容量的变化。 图3-1为测量轧制力使用的电容式传感器。在 矩形的特殊钢块弹性元件上，加工有若干个贯 通的圆孔。.每个圆孔内固定两个端面平行的 . 丁字形电极，每个电极上贴有铜箔，构成平板 电容器。几个电容器并联成测量回路。在轧制 力作用下，弹性元件产生变形，因而极板间距 发生变化。从而使电容发生变化，经变换后得 到轧制力。
采用应力测量法测量轧制力时，其测量精度主 要取决于测点布置、被测立柱组合方案和标定 精度。在保证合理测量条件的前提下，其综合 测量误差一般在正负10%以内。这足以满足轧 制压力的一般检测和对负荷监控的要求。 方案优点：无需改动现有设备，不需使用造价 较高的专门测力传感器，且安装、维修以及换 辊操作等均不受影响。但不足之处是机架应力 水平较低输出信号较小。
(1)确定传感器的安装位置 测力传感器应安装在工作机 座两侧轧辊轴承垂直载荷的 传力线上，通过测量两侧的 轧制分力即可得到总轧制力。 根据不同情况，安装位置常 在三个部位中选择（见图34）：压下螺丝和上辊轴承座 之间（部位1）；下辊轴承座 和机架牌坊下横梁之间（部 位2）；压下螺母和机架牌坊 上横梁之间（部位3）。
图3-4 测力传感器安装位置
部位1应用广泛，适用于各种测力传感器。优 点：传利条件好，维修方便，对原有设备更动 小。缺点：有附加的摩擦力矩要求有可靠的防 转装置。 部位2有较大的安装面积，不受扭矩作用，换 辊时不必拆装传感器，但维修不方便。 部位3不受扭矩作用，无需专门外壳，有利于 采用结构简单高度较小的弹性元件。拆装和维 修比较困难， 对传感器要求较高。 从测定工作方便出发，传感器多装在第一种位 置上。
2.应力测量法 应力测量法
2.1机架立柱应力分析
轧制时，轧机牌坊立拄产生弹性变形，其大小与 轧制力成正比.因此.只需测出牌坊立柱的应变就 可推算出轧制力。 对于闭口牌坊，轧制时，牌坊立柱同时承受拉应 力 σ p 和弯曲应力σ N ,其应力应力分布如图 2-1 所示，由图可见，最大应力发生在立柱内表面bb上,其值为
P值越大，E值也越大。将此感应电势E经 过一系列变换后，就可建立压力P与电流I 的线性关系，即可测力P的大小。 压磁式传感器具有输出功率大，抗干扰能 力强，过载能力强，寿命长，具有防尘、 防油、防水等优点。因此，目前已成功地 用于矿山、冶金、运输等部门，特别是在 轧机自动化系统中，广泛用于测量轧制力、 带钢张力等参数。
3.1测力传感器的分类
测力传感器的种类很多，按其测量原理可分为三大 类：电容式、压磁式和电阻应变式。 A电容式传感器 电容式传感器把力转换成电容变化。它由两个相互 平行的绝缘金属板组成。由物理学可知它的电容量 为: ε ⋅S
C=
2 mm 式中 S -电容器的两个极板覆盖面积, 。 δ -电容器的两个极板间距，mm。 ε -电容器极板间介质的介电常数，空气ε =1。
金属在轧制过程中作用在轧辊上的压力即轧制 压力，它是轧机的基本负荷参数之一。准确地 测量轧制压力，对合理安排轧制工艺，合理使 用和控制现有轧机以及设计新轧机，都是具有 重要意义。 目前广泛采用两种测量轧制压力的方法。 第一种是通过测量机架立柱的拉伸应变测量轧 制压力，又称应力测量法； 第二种是专门设计的测力传感器直接测量轧制 压力。至于所用的变换原理或传感器型式，则 有电阻应变式，压磁式，电容式及电感式等， 而当前最广的主要是前两种。
3.传感器测量法 传感器测量法
在轧机压力测量中，用测力传感器直接 测量轧制压力得到广泛应用。同应变测 量法相比，传感器的应力水平要高 10~20 10~20倍，精度及稳定性均优，不仅可 用于负荷显示，还可以控制系统提供信 号。当然，这种方法的投资较多，标定 过程也比较复杂，但在当前仍是国内外 普遍采用的主要方法。
3.2电阻应变式传感器的设计
在轧钢中，测力传感器也叫做测压头，简称压头。在轧钢 设备中，由于轧制力大，工作条件差，安装传感器的位置 也受到限制，因此不能应用出售的标准成品传感器，必须 根据每套轧机的具体条件自行设计和制造。
A外壳结构设计
a.外壳的作用 （1）传力和均力 通过球面垫、上盖和底盘把全部载荷 加到弹性元件上，为此要求上盖和底盘具有一定的机械 强度，以便起到穿离合均力板的作用。 （2）密封 防止异物介质侵入传感器内部，因此，密封 是设计的重点 （3）机械防护
σP =
σ max + σ min
2
σ min = σ p − σ N
图2-1轧机牌坊立柱应力分布及 测量点的选择 e、 f、 g—应变片
பைடு நூலகம்
若四根立柱受力条件相同，则轧制力P为
P = 2 P1 = 4σ P A
或根据轧件在轧辊上的位置（轧制力作用点），由 杠杆原理求出总轧制力P：
l l P=P× = 2σ P A 1 l −a l −a
2.4应变拉杆法
为了克服上述缺点，提高测量精 度。可采用图2-3所示的应变拉 杆法作。在 牌坊立柱中性面4上 焊两个支座1，在二者之间固定 三段粗拉杆2，其间用一根细小 拉杆3 （有效长度为l，其上粘贴 应变片，组成电桥）相连。当粗 拉杆刚度远远大于细小拉杆吋， 可认为粗拉杆不发生变形，而牌 坊立柱长度为L内的变形主要集 中在细小拉杆上，拉杆应力σ 为
（2）确定传感器的结构和外形尺寸（高度和宽度） 结构形式根据轧机类型、工作环境和工作时间而 定。 （3）传感器的防护 为了保证传感器正常、持久 地工作，传感器的结构设计还应考虑其防护装置， 轧机型式不同，防护侧重点也不同。例如，设计 初轧机用传感器是，重点是防转。目前国内常用 的防转有：键槽式和宝塔式（见图3-5）.
为了防止应变片的机械损坏 以及油、水及蒸汽等有害介 质的侵蚀，应变片应妥善保 护。 采用应力测量法测量轧制力 时，最好在四个立柱上都布 置测点。实践表明，当采取 二立柱方案时，以对角立柱 图2-2应变片在机架立柱上的布 置及连线方式 布置测点较为有利。 因为这种方案不仅考虑了传动侧和换辊侧立柱受 力不均的影响，而且也考虑了入口侧与出口侧立 柱受力不均的影响。
式中l--压下螺栓的中心距，mm。 a--轧制P的作用点到所测牌坊压下螺栓的距离， mm。
2.2测量方法
当在机架立柱中性面粘贴电阻应变片时，首 先要正确确定立柱的位置，对于简单断面的 立柱，可用作图法找出中性面；对于复杂断 面，先测出立柱内外表面应力，再由公式求 出 σ P ，然后在立柱另外两表面的不同位置 上测量应力 σ ，当 σ = σ P时，即为中性面。 然后把测点安置在截面比较均匀的地方。应 变片按垂直和水平方向粘贴，可用半桥或全 桥连线如图2-2所示。
（a）传感器原理图
（b）不受外力作用 （c）受外力作用 图3-2压磁式传感器原理图 3-2 （a）传感器原理图（b）不受外力作用（b）受外力作用
在外力作用下，A、B区域承受很大的压应力σ，于是 导磁率µ人下降，磁阻增大；C、D区域基本上人处于 自由状态，起导磁率µ人不变。于是原有呈现轴对称 分布的磁力线被扭曲变形，合成磁场强度H不再与W3, 4 平面平行，磁力线与绕组 W3, 4交链，故在测量绕组 W3, 4 中感应出电势E值。
（a） （b） 图3-5 初轧机用传感器及其放转装置
（a）950初轧机用传感器装配图 1-压下螺丝 2-法兰盘 3-螺母 4垫环 5-钢垫 6-上盖板 7-弹簧元 件 8-下垫板 9-上辊轴承座 （b）1150初轧机用传感器装配图 1-压下螺丝 2-钢垫 3-上盖板 4-螺 栓 5-法兰盘 6-上轴承 7-底垫 8-键 块 9-弹簧元件 10-下垫板
σ max = σ p + σ N
最小应力发生在立柱外表面d-d上,其值为
σ min = σ p − σ N
在中性面c-c上，穹曲应力等于零， 只有轧制力引起的拉应力 σ max + σ min σP = 2 由此可见，为了测得拉应力，必 须把应变片粘贴在牌坊立柱的中 性面c-c上，以消除弯曲应力。因 此一扇牌坊所受到的拉力 P1 = 2 σ P A 式中A-牌坊一根立柱的横截面积
图3-1电容式传感器原理图 （a）电极（b）传感器构造图 1-绝缘物（无机材料）2-导体（钢材）3-电极4-钢件
优点：灵敏度高，结构简单，消耗能量小，误差 小，国外已用于测量轧制力。 缺点：泄露电容大，寄生电容和外电场的影响显 著，且测量电路复杂。
B压电式传感器 它的基本原理是利用“压磁效应”即某些铁磁材料 受到外力作用时，引起导磁率发生变化的物理现象。 利用压磁效应制成的传感器，叫做压磁式传感器 (在轧机测量中也常称为压磁式压头），有时也叫 磁弹性传感器或磁致伸缩传感器。 图3-2为压变器型磁式传感器的原理图。在两条对 角线上，开有四个孔1、2和3、4。在两个对角孔1、 2中，缠绕激磁（初级）绕组 W1, 2 ；在另两个对角 孔3、4中缠绕测量（次级）绕组 W3, 4 ； 1, 2 和 W3, 4 平 W 面相互垂直，并与外力作用方向成45º角。在不受 外力作用时，由于铁心的磁各向同性，磁力线呈轴 对称分布，故 W3, 4不会感应出电势。
电阻应变式传感器的 典型结构如图3-3所 示。传感器承受的载 荷是通过球面垫2， 上盖3和底盘11作用 在弹性元件5上。为 了对偏心载荷和歪斜 载荷起调节作用，采 用可球面垫2。为了 防止水、油等介质进 入传感器内部，采用 了倒置的碗状上盖3。
图3-3电阻应变式传感器的典型结构形式 1-标定垫 2-球面垫 3-上盖 4-销钉 5-弹性元件 6-波纹管 7-O形橡胶密封圈 8-密封圈 9-弹簧垫 圈 10-螺钉 11-底盘 12-定位销
同时在上盖3和底盘11之间用两道O形橡胶密封 圈7和密封圈8.装配时，在期间填充液质密封剂。 波纹管6连接橡皮管将引线引出，并用密封剂将 管口封住。弹性元件的内外表面贴有应变片， 在其上涂以各种密封剂。在上盖3与弹性元件5 之间用两个销钉4 固定，以防止弹性元件转动 而扭断导线。为了装配方便，采用两个定位销 12 。球面垫1是标定传感器时用的，故称为标 定垫。 按照变形方式，电阻应变式传感器可分为：压 缩式、剪切式、和弯曲式三种，其中使用最多 的是前两种。
C 电阻应变式传感器 它主要由弹性元件和应变片构成。外力作用在 弹性元件上，使其产生弹性元件变形（应变）， 由贴在弹性元件上的应变片将应变转换成电阻 变化。再利用电桥将电阻变化转换成电压变化， 然后送入放大器放大，有记录器记录。最后利 用标定曲线将测的应变值推算出外力大小。这 种传感器已成为主流。他特别适合于现场条件 下得短期测量，故目前测试轧制力大多数采用 电阻应变式传感器。
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轧制力测试系统的设计
1.轧制压力的测试 2.应力测量法
2.1 机架立柱应力分析 2.2 测量方法 2.3 标定 2.4 应变拉杆法
3.传感器测量法
3.1 测力传感器的分类 3.2 电阻应变式传感器的设计
1.轧制压力的测试 轧制压力的测试
2.3标定
其标定方法基本上与一般应变（或应力）的测 量相同，最常见的办法是用等强度量进行标定。 在等强度梁上贴片，其性能、粘贴工艺、组桥 方式、仪器性能、工作状态和梁体材料等均与 牌坊立柱的情况相同，因而可将其等强度梁上 得出的结果应用到牌坊上去。然后给梁逐渐加 载，记录下各对应载荷的输出信号，于是得出 应力（或应变）与输出信号（例如光点高度） 之间的线性关系。
图2-3 应变杆的结构和安 装示意图 1-支座 2-粗拉杆 3-细拉杆 4-立柱中性面
L σ =σP l 由上式可见，细小拉杆应力 σ 比立柱应力 σ P 大L/l倍 应变拉杆法的优点是：易于制造，便于维修，无 需改动设备，不占用窗口空间，不影响机架刚度， 工作条件好，使用寿命长，早讲低廉易于推广等。 其缺点是：若有立柱横截面形状不规则，中性面 不易找准。另外，由于各种因素的影响，四根立 柱受力情况不尽相同。所以引起较大误差。实验 表明，用应变拉杆法和传感器测量法测出的轧制 力误差，最大可达8%-10%。
δ
当被测量δ、S或ε发生变化时，都会引起电容 的变化。如果保持其中的两个参数不变，而仅 改变另一个参数，就可把该参数的变化变换为 单一电容量的变化。 图3-1为测量轧制力使用的电容式传感器。在 矩形的特殊钢块弹性元件上，加工有若干个贯 通的圆孔。.每个圆孔内固定两个端面平行的 . 丁字形电极，每个电极上贴有铜箔，构成平板 电容器。几个电容器并联成测量回路。在轧制 力作用下，弹性元件产生变形，因而极板间距 发生变化。从而使电容发生变化，经变换后得 到轧制力。
采用应力测量法测量轧制力时，其测量精度主 要取决于测点布置、被测立柱组合方案和标定 精度。在保证合理测量条件的前提下，其综合 测量误差一般在正负10%以内。这足以满足轧 制压力的一般检测和对负荷监控的要求。 方案优点：无需改动现有设备，不需使用造价 较高的专门测力传感器，且安装、维修以及换 辊操作等均不受影响。但不足之处是机架应力 水平较低输出信号较小。
(1)确定传感器的安装位置 测力传感器应安装在工作机 座两侧轧辊轴承垂直载荷的 传力线上，通过测量两侧的 轧制分力即可得到总轧制力。 根据不同情况，安装位置常 在三个部位中选择（见图34）：压下螺丝和上辊轴承座 之间（部位1）；下辊轴承座 和机架牌坊下横梁之间（部 位2）；压下螺母和机架牌坊 上横梁之间（部位3）。
图3-4 测力传感器安装位置
部位1应用广泛，适用于各种测力传感器。优 点：传利条件好，维修方便，对原有设备更动 小。缺点：有附加的摩擦力矩要求有可靠的防 转装置。 部位2有较大的安装面积，不受扭矩作用，换 辊时不必拆装传感器，但维修不方便。 部位3不受扭矩作用，无需专门外壳，有利于 采用结构简单高度较小的弹性元件。拆装和维 修比较困难， 对传感器要求较高。 从测定工作方便出发，传感器多装在第一种位 置上。
2.应力测量法 应力测量法
2.1机架立柱应力分析
轧制时，轧机牌坊立拄产生弹性变形，其大小与 轧制力成正比.因此.只需测出牌坊立柱的应变就 可推算出轧制力。 对于闭口牌坊，轧制时，牌坊立柱同时承受拉应 力 σ p 和弯曲应力σ N ,其应力应力分布如图 2-1 所示，由图可见，最大应力发生在立柱内表面bb上,其值为
P值越大，E值也越大。将此感应电势E经 过一系列变换后，就可建立压力P与电流I 的线性关系，即可测力P的大小。 压磁式传感器具有输出功率大，抗干扰能 力强，过载能力强，寿命长，具有防尘、 防油、防水等优点。因此，目前已成功地 用于矿山、冶金、运输等部门，特别是在 轧机自动化系统中，广泛用于测量轧制力、 带钢张力等参数。
3.1测力传感器的分类
测力传感器的种类很多，按其测量原理可分为三大 类：电容式、压磁式和电阻应变式。 A电容式传感器 电容式传感器把力转换成电容变化。它由两个相互 平行的绝缘金属板组成。由物理学可知它的电容量 为: ε ⋅S
C=
2 mm 式中 S -电容器的两个极板覆盖面积, 。 δ -电容器的两个极板间距，mm。 ε -电容器极板间介质的介电常数，空气ε =1。
金属在轧制过程中作用在轧辊上的压力即轧制 压力，它是轧机的基本负荷参数之一。准确地 测量轧制压力，对合理安排轧制工艺，合理使 用和控制现有轧机以及设计新轧机，都是具有 重要意义。 目前广泛采用两种测量轧制压力的方法。 第一种是通过测量机架立柱的拉伸应变测量轧 制压力，又称应力测量法； 第二种是专门设计的测力传感器直接测量轧制 压力。至于所用的变换原理或传感器型式，则 有电阻应变式，压磁式，电容式及电感式等， 而当前最广的主要是前两种。
3.传感器测量法 传感器测量法
在轧机压力测量中，用测力传感器直接 测量轧制压力得到广泛应用。同应变测 量法相比，传感器的应力水平要高 10~20 10~20倍，精度及稳定性均优，不仅可 用于负荷显示，还可以控制系统提供信 号。当然，这种方法的投资较多，标定 过程也比较复杂，但在当前仍是国内外 普遍采用的主要方法。
3.2电阻应变式传感器的设计
在轧钢中，测力传感器也叫做测压头，简称压头。在轧钢 设备中，由于轧制力大，工作条件差，安装传感器的位置 也受到限制，因此不能应用出售的标准成品传感器，必须 根据每套轧机的具体条件自行设计和制造。
A外壳结构设计
a.外壳的作用 （1）传力和均力 通过球面垫、上盖和底盘把全部载荷 加到弹性元件上，为此要求上盖和底盘具有一定的机械 强度，以便起到穿离合均力板的作用。 （2）密封 防止异物介质侵入传感器内部，因此，密封 是设计的重点 （3）机械防护
σP =
σ max + σ min
2
σ min = σ p − σ N
图2-1轧机牌坊立柱应力分布及 测量点的选择 e、 f、 g—应变片
பைடு நூலகம்
若四根立柱受力条件相同，则轧制力P为
P = 2 P1 = 4σ P A
或根据轧件在轧辊上的位置（轧制力作用点），由 杠杆原理求出总轧制力P：
l l P=P× = 2σ P A 1 l −a l −a
2.4应变拉杆法
为了克服上述缺点，提高测量精 度。可采用图2-3所示的应变拉 杆法作。在 牌坊立柱中性面4上 焊两个支座1，在二者之间固定 三段粗拉杆2，其间用一根细小 拉杆3 （有效长度为l，其上粘贴 应变片，组成电桥）相连。当粗 拉杆刚度远远大于细小拉杆吋， 可认为粗拉杆不发生变形，而牌 坊立柱长度为L内的变形主要集 中在细小拉杆上，拉杆应力σ 为
（2）确定传感器的结构和外形尺寸（高度和宽度） 结构形式根据轧机类型、工作环境和工作时间而 定。 （3）传感器的防护 为了保证传感器正常、持久 地工作，传感器的结构设计还应考虑其防护装置， 轧机型式不同，防护侧重点也不同。例如，设计 初轧机用传感器是，重点是防转。目前国内常用 的防转有：键槽式和宝塔式（见图3-5）.
为了防止应变片的机械损坏 以及油、水及蒸汽等有害介 质的侵蚀，应变片应妥善保 护。 采用应力测量法测量轧制力 时，最好在四个立柱上都布 置测点。实践表明，当采取 二立柱方案时，以对角立柱 图2-2应变片在机架立柱上的布 置及连线方式 布置测点较为有利。 因为这种方案不仅考虑了传动侧和换辊侧立柱受 力不均的影响，而且也考虑了入口侧与出口侧立 柱受力不均的影响。
式中l--压下螺栓的中心距，mm。 a--轧制P的作用点到所测牌坊压下螺栓的距离， mm。
2.2测量方法
当在机架立柱中性面粘贴电阻应变片时，首 先要正确确定立柱的位置，对于简单断面的 立柱，可用作图法找出中性面；对于复杂断 面，先测出立柱内外表面应力，再由公式求 出 σ P ，然后在立柱另外两表面的不同位置 上测量应力 σ ，当 σ = σ P时，即为中性面。 然后把测点安置在截面比较均匀的地方。应 变片按垂直和水平方向粘贴，可用半桥或全 桥连线如图2-2所示。
（a）传感器原理图
（b）不受外力作用 （c）受外力作用 图3-2压磁式传感器原理图 3-2 （a）传感器原理图（b）不受外力作用（b）受外力作用
在外力作用下，A、B区域承受很大的压应力σ，于是 导磁率µ人下降，磁阻增大；C、D区域基本上人处于 自由状态，起导磁率µ人不变。于是原有呈现轴对称 分布的磁力线被扭曲变形，合成磁场强度H不再与W3, 4 平面平行，磁力线与绕组 W3, 4交链，故在测量绕组 W3, 4 中感应出电势E值。
（a） （b） 图3-5 初轧机用传感器及其放转装置
（a）950初轧机用传感器装配图 1-压下螺丝 2-法兰盘 3-螺母 4垫环 5-钢垫 6-上盖板 7-弹簧元 件 8-下垫板 9-上辊轴承座 （b）1150初轧机用传感器装配图 1-压下螺丝 2-钢垫 3-上盖板 4-螺 栓 5-法兰盘 6-上轴承 7-底垫 8-键 块 9-弹簧元件 10-下垫板
σ max = σ p + σ N
最小应力发生在立柱外表面d-d上,其值为
σ min = σ p − σ N
在中性面c-c上，穹曲应力等于零， 只有轧制力引起的拉应力 σ max + σ min σP = 2 由此可见，为了测得拉应力，必 须把应变片粘贴在牌坊立柱的中 性面c-c上，以消除弯曲应力。因 此一扇牌坊所受到的拉力 P1 = 2 σ P A 式中A-牌坊一根立柱的横截面积
图3-1电容式传感器原理图 （a）电极（b）传感器构造图 1-绝缘物（无机材料）2-导体（钢材）3-电极4-钢件
优点：灵敏度高，结构简单，消耗能量小，误差 小，国外已用于测量轧制力。 缺点：泄露电容大，寄生电容和外电场的影响显 著，且测量电路复杂。
B压电式传感器 它的基本原理是利用“压磁效应”即某些铁磁材料 受到外力作用时，引起导磁率发生变化的物理现象。 利用压磁效应制成的传感器，叫做压磁式传感器 (在轧机测量中也常称为压磁式压头），有时也叫 磁弹性传感器或磁致伸缩传感器。 图3-2为压变器型磁式传感器的原理图。在两条对 角线上，开有四个孔1、2和3、4。在两个对角孔1、 2中，缠绕激磁（初级）绕组 W1, 2 ；在另两个对角 孔3、4中缠绕测量（次级）绕组 W3, 4 ； 1, 2 和 W3, 4 平 W 面相互垂直，并与外力作用方向成45º角。在不受 外力作用时，由于铁心的磁各向同性，磁力线呈轴 对称分布，故 W3, 4不会感应出电势。
电阻应变式传感器的 典型结构如图3-3所 示。传感器承受的载 荷是通过球面垫2， 上盖3和底盘11作用 在弹性元件5上。为 了对偏心载荷和歪斜 载荷起调节作用，采 用可球面垫2。为了 防止水、油等介质进 入传感器内部，采用 了倒置的碗状上盖3。
图3-3电阻应变式传感器的典型结构形式 1-标定垫 2-球面垫 3-上盖 4-销钉 5-弹性元件 6-波纹管 7-O形橡胶密封圈 8-密封圈 9-弹簧垫 圈 10-螺钉 11-底盘 12-定位销
同时在上盖3和底盘11之间用两道O形橡胶密封 圈7和密封圈8.装配时，在期间填充液质密封剂。 波纹管6连接橡皮管将引线引出，并用密封剂将 管口封住。弹性元件的内外表面贴有应变片， 在其上涂以各种密封剂。在上盖3与弹性元件5 之间用两个销钉4 固定，以防止弹性元件转动 而扭断导线。为了装配方便，采用两个定位销 12 。球面垫1是标定传感器时用的，故称为标 定垫。 按照变形方式，电阻应变式传感器可分为：压 缩式、剪切式、和弯曲式三种，其中使用最多 的是前两种。
C 电阻应变式传感器 它主要由弹性元件和应变片构成。外力作用在 弹性元件上，使其产生弹性元件变形（应变）， 由贴在弹性元件上的应变片将应变转换成电阻 变化。再利用电桥将电阻变化转换成电压变化， 然后送入放大器放大，有记录器记录。最后利 用标定曲线将测的应变值推算出外力大小。这 种传感器已成为主流。他特别适合于现场条件 下得短期测量，故目前测试轧制力大多数采用 电阻应变式传感器。