一、過載性能的理論框架

安全過載范圍是衡量測(cè)力傳感器可靠性的關(guān)鍵指標(biāo)，通常定義為額定載荷的 150%~200%。CHHBZ 型傳感器的安全過載為 150% F.S，這意味著在 1.5 倍額定載荷下，傳感器仍能保持綜合精度 0.03% F.S，且無永久性損傷。安全過載的設(shè)計(jì)基于彈性體材料的屈服強(qiáng)度和應(yīng)變片的疲勞壽命，需通過有限元分析優(yōu)化結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布。

極限過載（通常為 200% F.S）是傳感器承受的最大載荷，超過此值可能導(dǎo)致彈性體塑性變形或應(yīng)變片斷裂。SDC-202 系列傳感器的極限過載為 200%，其設(shè)計(jì)采用加厚彈性體和冗余應(yīng)變片布局，確保在極限情況下仍有 50% 的安全裕度。

二、過載測(cè)試與驗(yàn)證

根據(jù) ISO 376 標(biāo)準(zhǔn)，安全過載測(cè)試需進(jìn)行三次預(yù)加載至額定載荷，然后在 150% F.S 下進(jìn)行 5000 次循環(huán)加載，測(cè)試后傳感器零點(diǎn)漂移應(yīng)小于 0.05% F.S。某傳感器廠商在測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)穩(wěn)定性處理的傳感器在過載測(cè)試后零點(diǎn)漂移達(dá) 0.12% F.S，通過采用脈動(dòng)疲勞法（120% F.S，5000 次循環(huán)）進(jìn)行人工老煉后，漂移降至 0.03% F.S 以內(nèi)。

環(huán)境因素對(duì)過載性能的影響不可忽視。高溫環(huán)境下，材料彈性模量下降可能導(dǎo)致過載能力降低。CHHBS 型傳感器通過溫度補(bǔ)償電路，在 - 30℃~+70℃范圍內(nèi)將過載能力波動(dòng)控制在 ±5% 以內(nèi)。

三、應(yīng)用場(chǎng)景與選型策略

在冶金行業(yè)的大型料斗秤中，沖擊載荷頻繁出現(xiàn)，需選擇安全過載 200% 的傳感器。某鋼廠選用 TQ-1A 內(nèi)螺紋輪輻式傳感器（安全過載 150%），在實(shí)際使用中因頻繁超載導(dǎo)致彈性體微裂紋，后更換為極限過載 300% 的 MB255 軸銷式傳感器，有效降低了故障率。

醫(yī)療領(lǐng)域的手術(shù)機(jī)器人則對(duì)過載保護(hù)提出了更高要求?？铝鞲械牧S力傳感器在手腕關(guān)節(jié)應(yīng)用中，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各軸力分量，當(dāng)任一軸過載超過 150% 時(shí)，系統(tǒng)立即觸發(fā)停機(jī)保護(hù)，確保手術(shù)安全。

四、失效機(jī)理與防護(hù)措施

過載失效的主要形式包括應(yīng)變片脫膠、彈性體變形和焊點(diǎn)斷裂。某汽車衡因長(zhǎng)期超載導(dǎo)致應(yīng)變片與彈性體間的粘結(jié)劑疲勞失效，輸出信號(hào)出現(xiàn)非線性偏差。通過采用耐高溫粘結(jié)劑（如環(huán)氧樹脂基膠）和增加防護(hù)涂層，可將疲勞壽命從 10^6 次提升至 10^7 次。

機(jī)械防護(hù)設(shè)計(jì)也是關(guān)鍵。CHHBT 筒式傳感器通過增加防過載凸臺(tái)，當(dāng)載荷超過 150% F.S 時(shí)，凸臺(tái)與限位裝置接觸，限制彈性體進(jìn)一步變形，避免永久性損傷。這種結(jié)構(gòu)在礦山機(jī)械的吊秤應(yīng)用中，使傳感器壽命延長(zhǎng)了 3 倍以上。

測(cè)力傳感器的輸入輸出阻抗與安全過載范圍是其性能的兩大核心維度。阻抗匹配技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)了高精度測(cè)量系統(tǒng)的發(fā)展，而安全過載設(shè)計(jì)的創(chuàng)新則保障了傳感器在極端工況下的可靠性。隨著材料科學(xué)和智能算法的不斷突破，未來測(cè)力傳感器將在更高精度、更廣量程和更強(qiáng)適應(yīng)性方面取得新的突破，為工業(yè)自動(dòng)化和智能制造提供堅(jiān)實(shí)支撐。