因此，锂离子蓄电池的充放电会产生可逆和不可逆的机械效应。除了测量电池尺寸的变化外，测量充电和放电循环产生的力以及锂镀层的影响也成为近期的重点。
可靠的传感器即使在不利的气候条件下也能安全工作，可以可靠地测量这些力，甚至可以测量很长时间。被测电池与力传感器串联。
电池的机械测试通常在精确设定的温度条件下进行。气候室的温度也可以低于 0 °C 或 80 °C。
除了力之外，电池在充放电循环过程中还会产生热量，因此，由于力传感器与试样直接机械接触，温度梯度对力传感器的影响是可以预见的。测试可能会持续很长时间，无法对测量链进行零平衡。必须可靠地检测到力的微小变化，因此低测量不确定性非常重要。
通常还会记录其他测量变量，如电气方面的电流和电压，以及位移（电池变形）的测量。温度信息也很重要。
典型的机械装置包括一个力架。被测电池通常与力传感器机械连接，以便进行力测量。对车架的刚度要求很高。设置示例如下图所示。
以 U10M 为例，径向对称剪切力传感器的测量体照片和有限元模型见图 2。
力被引入 U10M 的内中心螺纹 [1]，并通过连接件 [2] 传递到外法兰 [3]。外法兰可以用螺丝固定在适配器上，也可以直接安装在建筑构件上（图 1）。
力的作用会对链节产生机械应力，进而产生应变。应变片以 45 度角安装，用于测量剪应力产生的应变。应变场如图 4 所示。应变发生在测量网格区域的哪个位置并不重要，这对应变片的使用非常有利。
不存在明显的应变最大值，正如其他测量体原理一样。最高应变会导致应变片损坏。因此，根据剪切力原理获得的应变场特别有利。
有限元模型显示，当施加力时，仅在安装应变片的区域发生变形（图 2 右图），所有其他机械应力都较小。红色表示应变较大，蓝色表示无机械应力或机械应力较小。可以看出，变形主要集中在安装应变片的区域。总体而言，负载下的变形非常小。由于刚度是从力和位移（即受力变形）的比率中获得的，因此径向对称的剪切力传感器具有非常高的刚度，换句话说，在负载作用下的变形极小。
HBK 在这些力传感器中只使用铬镍应变片，而不是通常的康斯坦坦应变片。康斯坦坦具有成本优势，但铬镍材料具有灵敏度更高、抗漂移能力更强的优点。力传感器的零点可长时间保持稳定。
灵敏度的提高和良好的应变场使得许多型号的输出信号非常高，超过 4 mV/V，因此温度和漂移的相对影响较小。
这种设计允许对传感器进行焊接。这种密封性使其在计量特性方面具有极高的稳定性。
HBK 进行了复杂的内部测试，以证明传感器的稳定性，结果表明，在 700 小时内，零点的典型漂移约为 200 ppm（满量程值）。即使在温度升高的情况下，力传感器在接通后也会出现极小的零点信号变化，从而实现无杂质的力测量（见图 5）。
如上所述，测试需要在苛刻的条件下长时间进行。需求概况如下
C10 径向对称剪切力传感器可满足所有这些要求
刚性：剪切力传感器的位移非常小，以确保传感器对结果的影响小于其余设置的影响。
低漂移：C10 传感器的输出信号为 4 mV/V，因此漂移的影响很小，因为漂移影响是相对于满量程值来评估的。此外，应变片以铬镍为基础，因此稳定性特别好，零点稳定性极佳。可应要求提供一份有针对性的报告，帮助估算一年的漂移量。
对温度梯度不敏感： HBK 的剪切力传感器，即 U10 和 C10，每桥配备八个应变片。这些应变片安装在四根剪力梁上（图 6 中的 1-4 号位置）。两个应变片总是相对安装，一个测量正应变，另一个测量负应变。这样做的好处是可以补偿温度对每个链路的影响，从而确保传感器对温度梯度高度不敏感。
由于所有额定载荷大于 10 kN 的 C10 都是焊接的，并通过 "永久集成电缆 "选项达到 IP68 标准，因此即使在高湿度环境下也能稳定工作，从而保证了密封性。C10 的精度等级为 0.02 或 0.05，是同类产品中精度最高的力传感器之一。
在 40 °C 的恒温条件下对 C10 进行 500 天的试验应考虑以下因素。
请注意以下传感器参数：
滞后：占Fnom的 0.04
线性度0.035%Fnom
灵敏度误差：读数的 0.1 %，调整后的额定输出功率
零点温度系数：0.0750 %/10 K
灵敏度的温度系数：0.015 %/10 K
漂流/年：根据 HBK 内部调查，0.1%/年
30 分钟内的相对蠕变：读数的 0.02
温度条件：
强制应用：
假设测试过程中的力响应呈线性增长，从大约 100 N 的力开始，直到 100 kN 的力。使用的是 HBK 的 C10/100KN 力传感器。
因此，有必要计算时间力响应上不同点的误差。为了使模型保持简单，我们假设力呈线性增长（第一天为 0 N，500 天后为 100 kN）。
相关的个别错误记录在图 7 所示的表格中。
以第 100 天的结果为例，力约为 20 千牛。
现在可以对所有测量点重复这一计算。结果见下表（见图 8）。值得注意的是，即使在这种困难的测量条件下，测量误差也能达到相对于测量值的 1 % 左右。这适用于绝对力值。可以更精确地检测到力的变化（例如从一个充电周期到另一个充电周期）。
一方面，测量的不确定性会增加，因为必须将物理原因导致的漂移考虑在内。另一方面，力会增大，因此在此处选择的条件下，对测量信号的相对影响会变小。
要长期测量电池上的力，就必须对传感器提出很高的要求，因为在长时间测试期间，力传感器如果出现故障，就会延误项目，并造成巨大损失。密封式剪切力传感器，如 HBK 的 C10，具有高输出信号和非常高的精度，可以安全地满足特定要求。
观看有关机械电池测试的网络研讨会录音：单细胞物理测试
会议的重点是将测力作为了解电池老化和物理变化的工具。就是要发现哪怕是最微小的力量变化：
或参考电池测试网络研讨会系列中的其他演讲。
[1] "Auswirkungen des Ladeprofils auf das Lithium-Plating-Verhalten von Lithium-Ionen-Zellen", Florian Grimsmann, 德国奥尔登堡 Carl von Ossietzky 大学硕士论文，第 19 页及以下。
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