高靈敏度的應變傳感器的開發打開了對工業型球磨機進行測定的全新領域。在本研究中采用了能測定球磨機筒體應變的壓電應變傳感器。測量中將傳感器安裝在球磨機簡體的中部（即發生最大變形的部位）。當傳感器位于球磨機頂部時指示擠壓狀態；當位于底部時測定應力。通過比較不同的數值就可以計算出與球磨機載荷成比例的荷重應變變化值。

一、工作原理

采用應變傳感器對球磨機載荷進行測定的工作原理：當球磨機荷重使磨機筒體產生變形，這種變形與載荷成正比關系。當球磨機旋轉時，位于筒體頂部的位置產生了擠壓作用，對底部的位置產生拉伸作用。這種應變可由傳感器測得。

傳感器安裝在球磨機筒體的中部，隨筒體一起旋轉。當它處于頂部位置時和筒體旋轉半周使傳感器移動到底部位置時，應變值最大。球磨機在旋轉一周后，應變值呈一正弦關系，其幅值大小就與球磨機載荷有關。這種變化通過信號處理和傳送最終將反應球磨機載荷的數值顯示出來。

二、傳感器的選擇

通常的應變測定原理有感應性的、電容性的、電阻性的、壓阻性的和壓電性的五種。其中前四種原理是以應變變化而引起阻抗變化為依據的；而壓電應變傳感器是將壓電晶體受載荷張力轉化為靜電荷。五種測定應變方法的結果相比較，壓電測定法靈敏度是最好的。

壓電性的應變傳感器于1982年首次被應用。壓電性傳感器較為堅固，在工業條件下非常耐用。用石英構件制成壓電應變傳感器的靈敏度取決于石英材料的物理常數，這就是石英晶體應變傳感器具有獨特穩定性的原因。除靈敏度很高外，石英晶體應變傳感器的測定范圍與臨界值之比也非常大，而且其滯后及線性誤差很低，非常適用于直接測定應力的場合。

用于測定球磨機載荷的應變傳感器有2個石英盤，通過預張緊力定位在1個密閉的焊接工作室中。傳感器較窄的接觸表面與應變的方向垂直，環狀的接觸表面與石英構件成偏心位置。當后一表面與前一表面發生位移時，便會在石英晶體內產生靜電荷，進而產生靜電壓。該電壓與位移的跨距成正比。石英晶體應變傳感器上有一根共軸纜線，整個裝置防水。并且傳感器通過單個螺釘固定在被測筒體的表面上。

要注意的是，壓電性應變傳感器不適應用于長期靜態測定的場合，它只適用于較短時間內靜態的測定。球磨機載荷的自動檢測屬于較短時間內靜態測定。球磨機旋轉時間短，因而在運行時間內電荷損失可忽略不計。

三、球磨機載荷自動檢測工作過程

下圖1顯示了檢測的工作框圖。
 

將反映變變化的靜電荷送至電荷放大器，之后轉換成電壓信號，在轉換成脈沖信號并送至無線發射器發射出去。以上整個部分隨球磨機筒體旋轉。

在控制室中安裝一無線電接收器用于接收球磨機筒體上發射器發射出來的信號，接收信號經標度變換后送至數字顯示器顯示。顯示結果涉及為球磨機載荷數值。