高灵敏度的应变传感器的开发打开了对工业型球磨机进行测定的全新领域。在本研究中采用了能测定球磨机筒体应变的压电应变传感器。测量中将传感器安装在球磨机简体的中部（即发生最大变形的部位）。当传感器位于球磨机顶部时指示挤压状态；当位于底部时测定应力。通过比较不同的数值就可以计算出与球磨机载荷成比例的荷重应变变化值。

一、工作原理

采用应变传感器对球磨机载荷进行测定的工作原理：当球磨机荷重使磨机筒体产生变形，这种变形与载荷成正比关系。当球磨机旋转时，位于筒体顶部的位置产生了挤压作用，对底部的位置产生拉伸作用。这种应变可由传感器测得。

传感器安装在球磨机筒体的中部，随筒体一起旋转。当它处于顶部位置时和筒体旋转半周使传感器移动到底部位置时，应变值最大。球磨机在旋转一周后，应变值呈一正弦关系，其幅值大小就与球磨机载荷有关。这种变化通过信号处理和传送最终将反应球磨机载荷的数值显示出来。

二、传感器的选择

通常的应变测定原理有感应性的、电容性的、电阻性的、压阻性的和压电性的五种。其中前四种原理是以应变变化而引起阻抗变化为依据的；而压电应变传感器是将压电晶体受载荷张力转化为静电荷。五种测定应变方法的结果相比较，压电测定法灵敏度是最好的。

压电性的应变传感器于1982年首次被应用。压电性传感器较为坚固，在工业条件下非常耐用。用石英构件制成压电应变传感器的灵敏度取决于石英材料的物理常数，这就是石英晶体应变传感器具有独特稳定性的原因。除灵敏度很高外，石英晶体应变传感器的测定范围与临界值之比也非常大，而且其滞后及线性误差很低，非常适用于直接测定应力的场合。

用于测定球磨机载荷的应变传感器有2个石英盘，通过预张紧力定位在1个密闭的焊接工作室中。传感器较窄的接触表面与应变的方向垂直，环状的接触表面与石英构件成偏心位置。当后一表面与前一表面发生位移时，便会在石英晶体内产生静电荷，进而产生静电压。该电压与位移的跨距成正比。石英晶体应变传感器上有一根共轴缆线，整个装置防水。并且传感器通过单个螺钉固定在被测筒体的表面上。

要注意的是，压电性应变传感器不适应用于长期静态测定的场合，它只适用于较短时间内静态的测定。球磨机载荷的自动检测属于较短时间内静态测定。球磨机旋转时间短，因而在运行时间内电荷损失可忽略不计。

三、球磨机载荷自动检测工作过程

下图1显示了检测的工作框图。
 

将反映变变化的静电荷送至电荷放大器，之后转换成电压信号，在转换成脉冲信号并送至无线发射器发射出去。以上整个部分随球磨机筒体旋转。

在控制室中安装一无线电接收器用于接收球磨机筒体上发射器发射出来的信号，接收信号经标度变换后送至数字显示器显示。显示结果涉及为球磨机载荷数值。