测力垫圈：在保留受力路径的前提下测量螺栓预紧力

测力垫圈通过环形敏感元件测量压向力。当常规力传感器的高度过大时，它可能适合安装在螺栓周围。结构紧凑不代表它能直接替换普通垫圈：增加测力垫圈会改变连接件的叠装结构，而测得的力取决于周围部件如何承载。

首先明确需要的结果。监测每次压机行程中的变化，与测量数天后仍然保留的螺栓预紧力，是不同任务。相同的机械外形中可能采用不同传感技术，配用不同放大器，并受到不同测量持续时间限制。

按测量持续时间选择测力垫圈

应变式垫圈通常需要桥路激励和兼容的桥式放大器。它可以测量持续载荷，但仍需评估蠕变、温度影响及连接松弛。应记录所需结果是总压向力，还是相对于已建立预紧力的变化量。

压电式垫圈受载时产生电荷，除非已集成信号调理，否则需要规定的电荷测量链路。它适用于动态和有限时长的准静态测量。电荷泄漏和放大器漂移会限制长时间持载测量。不能仅因量程足够，就承诺压电设备能够无限期监测静态力。

选择PLC输入前，应索取传感原理及完整信号链规格。桥式信号调理器不能代替电荷放大器。对于这两种传感器，都不能假定其直接提供4-20 mA或RS485。

选择额定载荷前，先画出连接结构

在剖面图上，追踪压向力经过螺母或加载件、接触垫圈、敏感环及支承件的路径。包括总成变形时可能接触的套筒、轴肩和限位。如果更大作用力使某个额外接触面闭合，测量过程中传感器承接的载荷比例就可能改变。

稳定的力分流不一定意味着安装有缺陷。有些测量结构有意只感知部分载荷，并按这种布置进行校准。问题在于将垫圈单独的灵敏度当作完整连接的灵敏度，或假定变化的旁路承载比例可以用一个换算系数修正。

应遵循所选制造商的预紧与拧紧程序。不要套用其他垫圈尺寸或技术方案的预紧百分比。连接设计人员还必须检查安装扭矩、弯曲或不均匀就位是否作用到敏感环上。

安装后的校准必须验证什么

应采用预定接触部件和加载布置，以适当力参考校准完整装配的测量链。保留垫圈标识、放大器设置、夹具图纸和预紧程序。验证资料应说明在所需工作区间内，指示力如何对应施加载荷；相关时还应包括卸载过程。

对于循环工艺，应明确验收针对峰值、平均力、特定位置的力，还是力—时间曲线形状。即使传感器静态校准正确，采样率、滤波和触发时序也可能改变这些结果。

评估预紧力保持时，应包括观察时段和温度条件。指示值下降可能来自真实连接松弛、传感器自身表现，或接触路径变化。校准证书本身不能区分这些原因。如果更换垫圈、间隔件或放大器，应评估原校准的哪些部分仍然有效。

问题1：拧紧扭矩能提供校准所需的力吗？

除非已为该连接单独建立合适的扭矩—预紧力关系，否则不能。螺纹和承压面摩擦会影响结果。当验收要求以力表示时，应使用力参考，而不是将扭矩设置值当作实测螺栓拉力。

问题2：压式力传感器能替代测力垫圈吗？

只有重新设计并检查载荷引入方式、可用空间和连接表现后才可以。 压式力传感器指南 介绍了另一种机械方案，但不能证明它与环形传感器在尺寸或电气方面可以互换。

问题3：除了传感器价格，哪些因素决定报价？

安装件、信号调理器、电缆和安装后校准可能占供货内容的很大部分。应要求分别报价，并说明由谁提供参考夹具。将裸垫圈与已校准总成直接比较，会得到误导性的成本结论。

总结

先按测量持续时间选择传感原理，再核验实际受力路径及校准布置。 向METRAVON提交连接剖面、载荷历程和所需输出，咨询适用性。订购前必须确认测力垫圈型号及安装规格；本指南没有确定已验证的METRAVON垫圈替代产品。