大力值, 对坚固性极高的要求 – 结构高度低，集成方便，费用低 – 使用环形力垫圈有很多原因。用途也多种多样，从压接和铆接等数不清的工业力测量应用，到风力涡轮机或轨道螺纹连接的长期监测。
一般来说，力垫圈有以下多种要求:
即使使用最新的技术，一种物理原理也无法满足所有的要求。基于这个原因，现在通常采用的力垫圈一般有应变和压电两种原理。
基于应变的力垫圈由一个环形弹性体构成，将应变片用粘合剂固定在该弹性体上。与应变传感器情况相同，作用力使弹性体产生变形，引起应变，应变片能将其转换为电阻的变化。应变片组成惠斯通电桥，在在施加电压后，就会产生与施加力成比例的可测量电压。
在设计应变力垫圈时，应变片需要实现尽可能大的角度覆盖，使其整个表面具有均匀的灵敏度。HBM 最新 KMR+ 系列力垫圈，采用焊接焊封，适合长期在恶劣环境下使用，如户外，铁路或风力涡轮机等。应变技术的优点是传感器自身是无漂移的。特别适合监测任务（如监测螺纹连接或彩多多张力），因为传感器无需调零或重置，适合长期测量。
压电力垫圈由两块压电材料晶体组成，通常是石英。电极（红色）安装在这些晶体之间。每个晶体的另一侧连接到力垫圈的外壳（黄色和绿色）。
当施加力时，传感器产生电荷（压电效应），由一个特殊的同轴电荷彩多多馈送到电荷放大器，在那里它被转换成一个可测量的电压信号，但晶体表面大小与灵敏度无关，这与应变传感器形成了鲜明对比，其灵敏度取决于标称（额定）力。
因此，压电传感器的灵敏度不取决于传感器的尺寸，也不取决于标称（额定）力。因此，可以用来测量非常小的力，并增加其他参数的自由度，例如高过载稳定性或几何尺寸。还有其他优点：阈值更小，测量范围非常广泛。
此外，传感器在整个负载应用具有相同的灵敏度。需要非常高的绝缘电阻，因此电气连接必须符合严格的要求。但所有压电传感器都具有漂移，因此无法使用此技术执行长期监测任务。
电荷可以产生短路，将传感器设置归零。其优点是，即使作用力很大，也可以记录非常小的力。如果进行了重置，则可以使用初始负载为数kN的压电传感器地测量10N 的力。
应变与压电传感器相辅相成。以下是一些测量任务的首选技术：
| 预期用途/要求 | 推荐的解决方案 |
| 测量范围需大于10倍 | CFW 或 CLP 压电传感器 |
| 长期监控任务 | KMR+ |
| 铆接、压力机和类似设备的过程控制 | 两种测量原理都可以使用 |
| 在极端条件、高湿度下使用 | KMR+ |
| 无预应力使用 | KMR+ |
| 要求极高的过载稳定性 | CFW 或 CLP 压电传感器 (选择大量程) |
| 高初始载荷下小载荷测量 | CFW 或 CLP 压电传感器 |
| 高动态测量 | 两种测量原理都可以使用 |
所有的力垫圈都具有极小的位移。这是一个优势，因为力传感器的刚度也可以通过将标称（额定）力除以位移来计算：因此，小位移等于高刚度，这反过来意味着其具有极高固有频率。由于传感器的最大测量频率取决于整个系统的固有频率，小位移意味着传感器适用于高动态测量。
同样，小位移意味着传感器必须承受其整个表面的均匀载荷，以防止个别区域过载。同样适用于两种类型的传感器。因此，应将与传感器接触表面磨平，以确保它们均匀。还要求硬度为40 HRC。
KMR+用应变片覆盖了一个很大的角域。它的特点是加载板能均匀地将力分布到力垫圈上，从而改善传感器的性能。这大大降低了重复性误差和弯矩灵敏度，同时对连接件的接触点也提出了较低的要求。
对压电力垫圈来说，预应力加载是非常重要的。通常用螺栓来完成。要求性能等级为10.9或12.9。预应力对于将压电力垫圈的部件（即晶体、电极和外壳）相互压接很重要：
如图所示，压电力垫圈的最大允许弯矩取决于荷载：最大允许弯矩不能超过预应力和待测力的总和的50%，。例如：您使用的是CFW/330KN，您希望测量的过程力大约为95 kN。因此，最佳预应力为70kn，因为70kn和95kn之和为165kn，最大允许弯矩为总和的一半。
如果力垫圈是用螺栓预加应力安装的，则螺栓的预加应力作用在力垫圈上，并作用于要测量的力F，如下图所示。
如果对结构施加力，会产生很小的变形。这会使螺栓发生轻微的应变消除，导致预应力下降。这会使得测量点比没有预应力加载的垫圈更不灵敏。如果需要定量测量值，则必须校准力垫圈。当然，定性（比较）测量也可以在没有校准的情况下进行。
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