2. 结构载荷测试的物理量与传感器选型
结构载荷与耐久测试的本质，是把结构件在真实工况下承受的力学量，转换为可采集、可记录、可分析的电信号。Dewesoft 系统本身只负责“接收并数字化”信号，真正决定数据是否可信的，是前端物理量的测量原理与传感器匹配。本节围绕力、扭矩、压力、应变、位移、加速度六类物理量，说明它们的测量原理、典型传感器形式，以及在 Dewesoft 系统中的匹配原则。
六类物理量的测量原理
力的测量通常借助弹性体在受力后的微小变形。电阻应变式力传感器把应变片粘贴在弹性体上，受力后应变片电阻变化，经惠斯通电桥输出与力成正比的毫伏级电压。压电式力传感器则利用石英晶体的压电效应，输出电荷量，适合动态力测量，但不适合长时间静态保持。
扭矩的测量原理与力类似，但关注的是绕轴的旋转力矩。应变式扭矩传感器在传动轴上粘贴应变片，组成测量剪切应变的电桥；相位差式扭矩传感器则通过测量两端齿轮的相位差获得扭转角，再换算扭矩。扭矩信号的关键是旋转件的信号传输，常见滑环或遥测方式。
压力测量分表压、绝压与差压。压阻式压力传感器利用硅膜片受压后电阻变化，输出与压力成正比的电压；压电式压力传感器适合动态压力，如燃烧室压力。压力传感器输出多为 0～5V、0～10V 或 4～20mA 标准信号。
应变是最基础的力学量。应变片粘贴在结构表面，结构变形时应变片随之伸缩，电阻变化量 ΔR/R 与应变 ε 成正比，比例系数为灵敏系数 GF。单轴应变片测量单向应变，应变花（0°/45°/90°）可计算主应变与主方向。应变信号极微弱，通常为微伏级，需要桥路激励与放大。
位移测量包括接触式与非接触式。LVDT（线性可变差动变压器）通过铁芯位移改变两个次级线圈的感应电压差，输出与位移成正比的交流信号，经解调后得到直流电压，精度高、线性好。激光位移传感器与电涡流传感器则用于非接触测量。
加速度测量基于牛顿第二定律。压电式加速度计利用质量块对压电晶体的惯性力产生电荷，输出与加速度成正比；MEMS 电容式加速度计则通过检测质量块位移引起的电容变化。加速度计的关键参数是灵敏度、量程与谐振频率。
Dewesoft 系统的传感器匹配原则
选对传感器只是第一步，能否在 Dewesoft 系统中得到可信数据，取决于五个匹配维度。
量程匹配。传感器量程应覆盖工况峰值并留有余量，一般取预估峰值的 1.5 倍左右。量程过大会浪费 ADC 分辨率，量程过小则削顶失真。例如预估某支架动态力峰值约 8 kN，可选 10 kN 或 20 kN 量程；若选 50 kN，则 8 kN 仅占满量程 16%，24 位 ADC 的有效位数被大幅压缩。
灵敏度匹配。传感器灵敏度决定满量程输出。应变式力传感器典型灵敏度为 2 mV/V，激励 5V 时满量程输出 10 mV；IEPE 加速度计典型灵敏度 100 mV/g。Dewesoft SIRIUS 模块的输入范围通常为 ±10V 或 ±100mV 可选，需让传感器满量程输出接近但不超过所选输入范围，以充分利用动态范围。
带宽匹配。采样率应满足奈奎斯特条件，工程上取最高关注频率的 3～5 倍以上。若关注 500 Hz 以内的振动，采样率至少 2 kHz，推荐 5 kHz。同时传感器自身谐振频率应远高于关注频段，压电加速度计谐振频率通常在 20～50 kHz，可覆盖大部分结构测试。
桥路与供电匹配。应变片和应变式传感器需在 DewesoftX 中正确设置桥路类型（1/4 桥、1/2 桥、全桥）、桥臂电阻（如 120Ω 或 350Ω）和激励电压（通常 2V 或 5V）。IEPE 加速度计需开启恒流源（典型 4mA），并确认模块支持 IEPE 供电。压力传感器若为 4～20mA 输出，需使用分流电阻或电流输入模块。
接地与屏蔽。应变信号为微伏级，极易受干扰。传感器屏蔽层应单端接地，避免地环路。Dewesoft 模块提供差分输入，可有效抑制共模干扰。若现场存在变频器、电机等强干扰源，应使用屏蔽双绞线并远离动力电缆。
通道配置示例
以下为 DewesoftX 中一个应变通道的典型配置片段，用于说明关键参数如何落地：
通道名称: Strain_CH01
传感器类型: 应变片 1/4 桥
桥臂电阻: 350 Ω
灵敏系数 GF: 2.09
激励电压: 5 V
量程: ±5000 με
低通滤波: 1 kHz
采样率: 10 kHz
单位: με
TEDS: 未使用（手动输入）配置完成后，可通过“零点平衡”消除初始偏置，再施加已知载荷验证输出线性度。若发现噪声偏大，优先检查屏蔽与接地，其次检查激励电压是否过高导致自热漂移。
综上，六类物理量的测量原理决定了传感器形式，而 Dewesoft 系统的匹配原则决定了信号能否被正确采集。量程、灵敏度、带宽、桥路供电、接地屏蔽五个维度缺一不可，任何一项不匹配都会在数据中留下难以事后修正的误差。