2023年0403215夏珩壓電式測(cè)力傳感器設(shè)計(jì)

1前 言設(shè)計(jì)的目的和意義便于測(cè)量和觀看。壓電元件是一種典型的力-電變換元件，承受壓電元件的壓電式傳感器可用于測(cè)量最終能變換為力的非電量，如力、壓力、力矩、加速度等[1]。壓電元學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、電聲學(xué)等很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[2]。運(yùn)用，是對(duì)我在去企業(yè)工作前實(shí)際工作力量考驗(yàn)，也是一個(gè)很好的熬煉時(shí)機(jī)。國(guó)內(nèi)外爭(zhēng)論現(xiàn)狀壓電現(xiàn)象是100100多年的進(jìn)展，傳感器也從最初的對(duì)被測(cè)量的直接測(cè)量到現(xiàn)在的與計(jì)算機(jī)結(jié)合，完成系統(tǒng)的實(shí)時(shí)測(cè)控和反響。力傳感器的爭(zhēng)論成果是黃心漢等提出了一種三梁非徑向?qū)ΨQ構(gòu)造的六維腕力傳感器[3]，袁哲俊等研制了一種型的六維腕力傳感器[4]，盧江躍等爭(zhēng)論的型壓電式車削測(cè)力儀[5]，曾慶釗等研發(fā)了一種型車輪六維力傳感器[6]，中科院合肥智能所和中國(guó)紡織大學(xué)先后研制了十字構(gòu)造六維力傳感器[7]，等眾多力傳感器，孫寶元等爭(zhēng)論了一種型徑向測(cè)量軸承[8]PZT類壓偏聚氟乙烯PVD〔薄膜〕電陶瓷的優(yōu)點(diǎn)是燒制便利、易成型、耐濕、耐高溫。缺點(diǎn)是具有熱釋電性，會(huì)對(duì)力學(xué)量測(cè)量造成干擾，使輸出具有擾動(dòng)，非線性誤差大。有機(jī)壓電材料有聚二氟乙烯、聚氟乙烯、尼龍等十余種高分子材料。有機(jī)壓電材料可大量生產(chǎn)和制成較大的面積,-0-它與空氣的聲阻匹配具有獨(dú)特的優(yōu)越性,是很有進(jìn)展?jié)摿Φ男碗娐暡牧?。小型化，集成化，智能化，廣泛化，標(biāo)準(zhǔn)化是壓電式測(cè)力傳感器的進(jìn)展趨勢(shì)。但是壓方面再提高一個(gè)層次，也是壓電式測(cè)力傳感器面臨的問(wèn)題。設(shè)計(jì)的內(nèi)容的優(yōu)點(diǎn)：它頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、構(gòu)造簡(jiǎn)潔、工作牢靠和重量輕。某些配套壓100MPa以下的力；測(cè)量精度較高；頻率響應(yīng)高，可達(dá)30kHz，是動(dòng)態(tài)力檢測(cè)中常用的傳感器，但由于壓電元件存在電荷泄漏，故不適宜測(cè)量緩慢變化的壓力和靜態(tài)壓力。元件的布局設(shè)計(jì)，測(cè)量電路設(shè)計(jì)，機(jī)械構(gòu)造和測(cè)量電路仿真。-1-2總體方案設(shè)計(jì)功能與性能要求分析加工性能。對(duì)壓電式測(cè)力傳感器的性能要求是：性能穩(wěn)定，測(cè)量準(zhǔn)確，誤差小于0.5%，靈敏度高，線性度好，固有頻率高。設(shè)計(jì)方案比較分析與確定量X軸和Y設(shè)計(jì)方案擬定定如下設(shè)計(jì)方案。方案一：差動(dòng)式并聯(lián)敏感元件承受電荷放大器的壓電式測(cè)力傳感器荷放大器，將傳感器輸出的電荷放大并轉(zhuǎn)換成電壓輸出，便利測(cè)量。方案二：串聯(lián)敏感元件承受電壓放大器的壓電式測(cè)力傳感器大器將傳感器輸出的微弱電壓信號(hào)放大輸出。設(shè)計(jì)方案比較與確定方案一優(yōu)點(diǎn)：境量的影響；抵消了共模誤差，削減了非線性因子的影響。C

R大，宜用于a-2-緩慢信號(hào)的測(cè)量。承受電荷放大器，可以抑制壓電傳感器的電壓靈敏度隨著電纜分布電容、低頻特性惡化的缺點(diǎn)。方案一缺點(diǎn)：〔1〕電荷放大器簡(jiǎn)潔受到環(huán)境的干擾，從而產(chǎn)生誤動(dòng)作。方案二優(yōu)點(diǎn)：自身電容小?？沟膲弘妭鞲衅髌ヅ?。方案二缺點(diǎn)：d承受電壓放大器，電壓靈敏度Sd

33 f(C

隨著C,Ca

,Ci

而變化；

v C CCa c i

a c i低頻特性變壞。

1 1 RC (Ra

1 ，所以R//R)C i

減小而使增大，能更強(qiáng)的壓電式測(cè)力傳感器。-3-3機(jī)械局部設(shè)計(jì)壓電式測(cè)力傳感器的機(jī)械構(gòu)造局部設(shè)計(jì)應(yīng)主要完成以下方面的內(nèi)容：-電轉(zhuǎn)換效率。X、Y雙向的載荷信息，輸出信號(hào)之間沒(méi)有干擾。設(shè)計(jì)支架。支架應(yīng)易于加工，所用材料性價(jià)比高。機(jī)械局部的組成和作用軸瓦。軸瓦的作用是保護(hù)高速主軸，起到彈性體和主軸的連接。力傳遞給敏感元件?！矇毫Α睶〕的轉(zhuǎn)換元件。導(dǎo)向桿。導(dǎo)向桿的作用是保持力的方向不變。連接圓柱體。連接圓柱體是將導(dǎo)向桿和傳力塊連接起來(lái)的零件。防松墊片。作用是防止預(yù)緊螺栓由于振動(dòng)而松弛。預(yù)緊螺母。作用和預(yù)緊螺栓一樣，都是調(diào)解預(yù)緊力的。機(jī)械零部件設(shè)計(jì)方面闡述。支架的設(shè)計(jì)支架材料選擇45支架的構(gòu)造。支架的整體構(gòu)造打算了本組合式壓電式測(cè)力傳感器的構(gòu)造和組成方式。通過(guò)對(duì)M5的螺栓，通過(guò)類比，覺察只要所設(shè)計(jì)的支架厚度和剛度都大于M5的螺栓，那么支架的剛度性能可以滿足要求。-4-線要求嚴(yán)格垂直。M5的螺栓連接，所以在支架上打5.5mm的通孔，以便利裝配。彈性體的設(shè)計(jì)材料選擇材料。彈性極限越高，材料的彈性儲(chǔ)能越大，非彈性效應(yīng)也就越小。材料的彈性儲(chǔ)能為：1 2U p 2 E

(3.1) p由式〔1〕可見，比值性模量的材料。

2/E越高越好，欲提高p

2/E，則可選用高彈性極限或低彈p①②具有高的沖擊韌性和疲乏極限；③彈性模量溫度系數(shù)小而穩(wěn)定；④熱處理后應(yīng)有均勻穩(wěn)定的組織，且各抗腐蝕性能；⑧彈性滯后應(yīng)盡量小[9]。綜合以上因素，選擇恒彈性合金3J53-60~+100°C的溫度范圍內(nèi)，根本上是恒定的。它的主要參數(shù)如下：線膨脹系數(shù)材料密度/g線膨脹系數(shù)材料密度/gcm3/MPa/MPat/泊松比106C1因數(shù)恒彈性合3J538.012507.5~8.10.301000構(gòu)造設(shè)計(jì)為保證傳感器精度，要求彈性體無(wú)摩擦無(wú)間隙。由于彈性體直接裝在軸瓦上，形的面，和彈性體承受M5的螺紋連接，所以外外表承受方形切圓形形成的外表。在接觸面為平面，非接觸面為圓弧面，有利于機(jī)械加工。-5-尺寸設(shè)計(jì)彈性體和敏感元件的連接孔為6.3mm，要保證剛度要求，則內(nèi)外表和螺紋孔的5mm13mm。最終設(shè)計(jì)，彈性體內(nèi)徑為14mm，外徑為42.5mm，外徑被寬為40mm的正方形切掉。傳力塊的設(shè)計(jì)材料選擇45鋼作為傳力塊的材料。它的主要性能參數(shù)如下表[10]推舉熱處理力學(xué)性能硬度屈服牌號(hào)推舉熱處理力學(xué)性能硬度屈服牌號(hào)正火淬火退火抗拉強(qiáng)度/MPa強(qiáng)度s/MPa率/%沖擊功AK/J未熱處理退火鋼45850 840 600600355不小于16不大于4039229197傳力塊構(gòu)造和尺寸傳力塊和導(dǎo)向桿承受圓柱體連接，為了加工便利，傳力塊設(shè)計(jì)成方形體，在中間挖圓柱形槽，便利放置圓柱體。傳力塊高為16mm，長(zhǎng)為30mm，寬為16mm。導(dǎo)向桿的設(shè)計(jì)導(dǎo)向桿材料選擇導(dǎo)向桿材料和傳力塊材料選為一樣的，都用45鋼。導(dǎo)向桿構(gòu)造和尺寸設(shè)計(jì)由于導(dǎo)向桿是傳導(dǎo)力，掌握力的方向，保證力在水平和垂直方向的穩(wěn)定，所以[11]。為了加工殼體的便利，將導(dǎo)向桿的直徑取為連接螺栓的內(nèi)徑，為15mm。方形3mm2mm。連接圓柱的設(shè)計(jì)連接圓柱材料選擇-6-連接圓柱材料同樣選為45鋼。連著圓柱尺寸連接圓柱直徑為10mm24mm。機(jī)械零部件的選型闡述。軸瓦的選型軸瓦是連接主軸和彈性體的部件，也是保護(hù)軸在高速轉(zhuǎn)動(dòng)中少受沖擊的部件，軸瓦的構(gòu)造尺寸和軸配套，選用內(nèi)徑為9.5mm，外徑為14mm的軸瓦。內(nèi)外徑距4.5mm，可以滿足軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的強(qiáng)度要求。力敏感元件選型測(cè)試系統(tǒng)中，力傳感器的作用是把振動(dòng)量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)。為了準(zhǔn)確進(jìn)展1〕便于傳感器的安裝，有利于導(dǎo)線的引出；2〕具有較寬的動(dòng)態(tài)范圍,即對(duì)格外低和格外高的振動(dòng)都能準(zhǔn)確地響應(yīng)；3)具有較寬的頻4)對(duì)環(huán)境干擾具有最低的靈敏度；5)構(gòu)造結(jié)實(shí),工作牢靠,能夠長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的特性。橋路受溫度濕度影響較大，不太適宜應(yīng)用在轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中。力傳感器不太適宜于在轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中。阻抗要求較高。擇了壓電材料作為測(cè)力傳感器的敏感元件。綜合以上分析，選擇型號(hào)為YD-25-A的壓電式敏感元件。它的主要性能如下：型號(hào)度頻率響應(yīng)〔Hz±1dB型號(hào)度頻率響應(yīng)〔Hz±1dB度測(cè)力安裝螺紋〔mm〕外形尺寸〔mm〕重量〔g〕-7-〔pC〔pC/ms2〕〕〔C〕YD-25-A400PC/N1~10,000-40~+80100NM524六方×2029為了協(xié)作導(dǎo)向桿的安裝，預(yù)緊螺栓選用螺紋規(guī)格d=M16的光頭A級(jí)全螺紋螺栓[12]，性能等級(jí)為8.8級(jí)，外表氧化。螺紋承受細(xì)牙螺紋，螺距選為1mm，公稱長(zhǎng)39mm以便利預(yù)緊的時(shí)候微調(diào)。螺栓材料為鋼。標(biāo)記為：螺栓GB/T 5783 M16×39防松墊片的選型依據(jù)預(yù)緊螺栓的型號(hào)，選擇規(guī)格為16，材料為65Mn外表氧化的標(biāo)準(zhǔn)型彈簧墊圈，標(biāo)記為：墊圈GB/T9316。預(yù)緊螺母的選型依據(jù)預(yù)緊螺栓選擇螺紋規(guī)格為d=M16、性能等級(jí)為8級(jí)、不經(jīng)外表處理、A級(jí)的型六角螺母。螺母材料為鋼。標(biāo)記為：螺母 GB/T 6170 M16機(jī)械局部總成基軸制過(guò)盈協(xié)作9.5N7/h7，軸瓦和彈性體承受基軸制間隙協(xié)作14F7/h7，螺栓和殼體承受基孔制過(guò)渡協(xié)作16H7/js7[13]。機(jī)械構(gòu)造系統(tǒng)仿真機(jī)械構(gòu)造設(shè)計(jì)完成后，必需知道傳感器的固有頻率。傳感器的固有頻率必需大12023/分，則被測(cè)量頻率為200Hz，則設(shè)計(jì)的傳感器的固有頻率f 必需大于400Hz才能正常的使用[14]。利用仿真0軟件可以測(cè)試出固有頻率f，驗(yàn)證機(jī)械構(gòu)造是否合理。0仿真軟件選擇有限元方法是用于求解工程中各類問(wèn)題的數(shù)值方法。應(yīng)力分析中穩(wěn)態(tài)的、瞬態(tài)-8-方法進(jìn)展分析解決。ANSYS是一種廣泛的商業(yè)套裝工程分析軟件。它在機(jī)械構(gòu)造系統(tǒng)受到外力負(fù)載所消滅的反響，比方應(yīng)力、位移、溫度等，依據(jù)該反響可知道機(jī)械構(gòu)造系統(tǒng)受到外力受的負(fù)載也相當(dāng)多，理論分析往往無(wú)法進(jìn)展。想要解答，必需先簡(jiǎn)化構(gòu)造，承受數(shù)值模擬方法分析，在機(jī)械、電機(jī)、土木、電子和航空等領(lǐng)域的使用，都到達(dá)某種程度的可信度，頗獲各界好評(píng)。使用該軟件，能夠降低設(shè)計(jì)本錢，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間[15]ANSYSANSYS中，模態(tài)分析是線性分析，將無(wú)視任何非線性特征。成。第一步：建模及劃分網(wǎng)格面的預(yù)緊螺母，去掉內(nèi)部的連接圓柱體，簡(jiǎn)化模型后，用solidworks建模，外部零件組合一起形成外殼，內(nèi)部零件組合一起形成內(nèi)芯，在ANSYS系統(tǒng)中，用彈簧將內(nèi)芯65Mn單元類型設(shè)置：?jiǎn)卧愋?〔type1〕選擇為SOLID45，單元類型2〔type2〕COMBIN14。模型材料屬性設(shè)置：彈性模量為E=2e11Gpa，泊松比為μ=0.3，密度為ρ=780。彈簧剛度k計(jì)算：令模型下部為全約束，豎直方向加力 F=1N，由于1V 0.65283e7，則ky Vy

1.53e7。建模及劃分網(wǎng)格后圖形如以下圖〔3.1〕所示圖3.1 建模及網(wǎng)格劃分其次步：加載和求解Powerdynamics法。模態(tài)分析施加的載荷只包括位移約束，不包括壓力。進(jìn)展求解。第三步：擴(kuò)展模態(tài)4，重進(jìn)展求解。第四步：結(jié)果分析進(jìn)入通用后處理器〔POST13.4-9-3.4傳感器的固有震驚頻率〔Hz〕階次1234頻率1010.31034.11555.81647.1各階固有頻率變形圖如下所示：圖3.2 一階固有頻率變形圖圖3.3 二階固有頻率變形圖圖3.4 三階固有頻率變形圖圖3.5 四階固有頻率變形圖通過(guò)以上分析，說(shuō)明設(shè)計(jì)的傳感器構(gòu)造具有較高的一階固有頻率1010.3Hz，設(shè)計(jì)任務(wù)書中給定的最大主軸轉(zhuǎn)速為12023r/min，可以估量出傳感器接收的振動(dòng)力最大頻率為200Hz，依據(jù)機(jī)構(gòu)固有頻率大于所要求的頻率兩倍〔400Hz〕來(lái)比較，一階固1010.3Hz0-400Hz的頻率要求，不會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象。4傳感器測(cè)量電路功能和要求分析傳感器測(cè)量電路的作用的較強(qiáng)信號(hào)的電路，一般稱之為傳感器電路。阻抗變換和信號(hào)放大，所以設(shè)計(jì)的測(cè)量電路的作用是：①阻抗變換器，將高阻抗變?yōu)榈妥杩?；②信?hào)放大器，進(jìn)展電壓放大和電荷放大。測(cè)量電路框圖如下：非電量非電量壓電元件電荷、電壓測(cè)量電路〔阻抗變換放大作用〕可用電荷、電壓4.1測(cè)量電路框圖傳感器測(cè)量電路的要求為了保證傳感器能夠準(zhǔn)確的測(cè)量輸出信號(hào)，必需對(duì)傳感器的電路有肯定的要求。-10-準(zhǔn)確度〔精度〕傳感器電路具有高精度，是實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量被測(cè)對(duì)象狀態(tài)或參數(shù)的重要根底。為了實(shí)現(xiàn)高精度，電路應(yīng)具備以下性能：①低噪聲與高抗干擾力量響應(yīng)速度快可調(diào)性好牢靠性好經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)[17]測(cè)量電路的組成組成?！?〕〔2〕抗共?！?〔4〕便于增益調(diào)整[18]?？紤]壓電式傳感器的輸出為電壓或者電荷，比較電壓放大器和電荷放大器的優(yōu)0.5綜上，測(cè)量電路由電荷放大器，濾波電路，加法運(yùn)算放大器，反相比例運(yùn)算放大器組成。各組成局部的設(shè)計(jì)電荷放大器〔4.2〕所示，運(yùn)放的反相端與傳感器相連，輸出經(jīng)電容C反響到輸入端。電容兩端的電壓為 U Q ,電荷放大器的輸出是c CU Q ，所以電荷放大器的輸出電壓與輸入電荷量成正比，與反響電容成反比，0 C與電路其他參數(shù)無(wú)關(guān)。

圖4.2 電荷放大器原理圖圖4.3 電荷放大器框圖電荷變換器：是整個(gè)儀器的核心，它由運(yùn)算放大器和反響網(wǎng)絡(luò)組成。由 U Q0 C-11-

〔4.1〕可知，靈敏度為： S U0 1Q Q C所以S 1C，則C減小使S 增大。Q Q

〔4.2〕器的增益有關(guān)。低通濾波器承受有源濾波。輸出級(jí)：使輸出的電壓、電流滿足后續(xù)電路的要求值。過(guò)載指示：防止放大器工作進(jìn)入非線性區(qū)，過(guò)載時(shí)通過(guò)繼電器，使儀器復(fù)位。電荷放大器的等效電路圖RC∞-+Cs Rs Ce Ci Ri+Q N U04.4電荷放大器等效電路圖CSC

—壓電式傳感器電容； RS—傳感器電纜電容； C

—傳感器泄露電阻；—運(yùn)算放大器的輸入電容；e iR—運(yùn)算放大器的輸入電阻；C—反響電容；iR—并聯(lián)在反響電容兩端的反響電阻；C、RNR”R(1K,等效電容C”C1K,KN為傳感器供電角頻率，則輸出為：jKU 0

[(1Rs

i jR

CCc

(1K)C]

(4.3)U 0

1jR

〔4.4〕運(yùn)算放大器的選擇要求：低漂移、寬頻帶、高增益和高輸入阻抗；所選帶寬大于規(guī)定帶寬，帶寬上限100KHzA>80dB，高增益有利于連接長(zhǎng)電纜-12-電荷放大器的各項(xiàng)參數(shù)選擇①反響電容的計(jì)算S1

400pc/N設(shè)計(jì)的傳感器的靈敏度初定為：S10mV/N 〔4.5〕電荷放大器的靈敏度：

CS 1C2f

〔4.6〕由于： SSS1 2S

〔4.7〕可以計(jì)算出反響電容的容量： Cf

1 〔4.8〕S負(fù)號(hào)表示電荷方向和給的方向相反，在計(jì)算電容容量的時(shí)候無(wú)視掉。所以 C

41010

4108〔F〕=0.04〔F〕 〔4.9〕Sf S 1102S②反響電阻的阻值計(jì)算差e小于0.5%。依據(jù)e=0.5%計(jì)算電荷放大器的放電常數(shù) ，由于

t〔4.10〕e計(jì)算出 t

21024〔s〕 〔4.11〕e 0.5%又由于 R Cf f可以計(jì)算出反響電阻的阻值：

〔4.12〕R f Cf

44108

1108

100〔MΩ〕 〔4.13)濾波電路RC12023/200Hz，承受有源低通濾波器，設(shè)上限截止頻率為f 400Hz上限截止頻率較低應(yīng)選用容量較大并適用于低頻的電容0器才能滿足要求。依據(jù)各種電容的參數(shù)和使用環(huán)境，選用獨(dú)石電容器〔CT。圖4.5 有源低通濾波器-13-又由于

1 (4.14)0 2RC14 2C=0.1uF，可以計(jì)算出電容值為：1 114R 2fC140 2

3.978910324000.1106

4〔KΩ〕 〔4.15〕有源濾波器的電壓放大倍數(shù)：1R R1()21R R1()203F 15u當(dāng)ω=0時(shí)， A um

1 3F (4.17)RRR15R3F

1KΩ ,R15

1KΩ.加法運(yùn)算放大器路如以下圖(4.6)所示：圖4.6 加法運(yùn)算放大器它的計(jì)算式為：17u(R171 R16

u 17uR10 R 20R26

) (4.18)式中負(fù)號(hào)表示輸出電壓和輸入電壓反相。為了讓 u1

(u10

u ) 〔4.19〕20成立，取R R17

R 2 (KΩR26

R //R17

//R26

=0.7(KΩ)反相比例運(yùn)算放大器反相比例運(yùn)算電路是一電壓并聯(lián)負(fù)反響電路，同相輸入端接地。本次設(shè)計(jì)的放uR大倍數(shù)為0.5，即A 0 F0.5,令R uR

=10KΩ就可以得到。uf u R F 1i 1總體電路繪制由設(shè)計(jì)好的電荷放大器、濾波器、放大器等組合成完整的電路原理圖。對(duì)整體-14-運(yùn)放工作環(huán)境，以便保證運(yùn)放工作在線性范圍內(nèi)，工作穩(wěn)定。400Hz的平均值，進(jìn)入后續(xù)的記錄顯示電路。Protel99SE進(jìn)展電路圖的繪制。測(cè)量電路仿真EWBelectronicsWorkbench(EWB)InteractiveImageTechnology面板外形和操作方式都與實(shí)物相像，可以實(shí)時(shí)顯示測(cè)量結(jié)果。EWB軟件帶有豐富的常用電子儀器測(cè)量方法。搭建電路利用EWB里供給的各元件搭建簡(jiǎn)易電路，搭建好的電路圖如下：圖4.7 EWB仿真電路圖-15-中的元件參數(shù)設(shè)置。仿真測(cè)試波形發(fā)生器調(diào)到正弦波，頻率調(diào)到200Hz，電壓分別調(diào)到10mV。完整的波形和穩(wěn)定時(shí)候的波形圖分別如以下圖〔4.8〔4.9〕所示：圖4.8 200Hz完整波形圖圖4.9 200Hz穩(wěn)定波形圖波形發(fā)生器調(diào)到正弦波300Hz，電壓調(diào)大10mV，完整波形和穩(wěn)定波形如以下圖〔4.10〕〔4.11〕所示：4.10300hz完整波形圖圖4.11 300Hz穩(wěn)定波形圖以上圖中，豎直線1在的位置是波形開頭穩(wěn)定的位置，從T1方框可以看出此時(shí)豎線1和波形相交的點(diǎn)的電壓和響應(yīng)時(shí)間豎線2放置的位置是波形已經(jīng)穩(wěn)定的時(shí)候，它與波形相交點(diǎn)的參 數(shù)是豎線1的參考值。從圖中可以看出，波形沒(méi)有失真，響應(yīng)速度也很快。附波形發(fā)生器的參數(shù)設(shè)置界面圖：4.12波形發(fā)生器的參數(shù)設(shè)置界面-16-5壓電式傳感器性能指標(biāo)靈敏度YD-25-A靈敏度為S1400pc/NS=10mV/N。量程壓電式測(cè)力傳感器的靈敏度S=10mV/N?？蓽y(cè)量的最大力為Fmax

100N，電荷Au

10Umax

SF Amax u

101031001010V，由于力的方向有正有負(fù)，所以測(cè)量值范圍為-10V~+10V20V。頻率特性設(shè)計(jì)的壓電式測(cè)力傳感器具有很好的低頻響應(yīng)特性。精度設(shè)計(jì)的壓電式測(cè)力傳感器的精度為：誤差小于0.5%。-17-6結(jié) 論述。本文主要從事的工作有：X、Y建立了壓電式測(cè)力傳感器的機(jī)械構(gòu)造模型，并進(jìn)展固有頻率的分析。設(shè)計(jì)了適宜的壓電式測(cè)力傳感器測(cè)量電路，并進(jìn)展了EWB的仿真模擬。有待進(jìn)一步爭(zhēng)論的問(wèn)題和以后的工作方向：數(shù)據(jù)之間存在差異的緣由并進(jìn)展改善。量誤差的目的。進(jìn)一步爭(zhēng)論壓電式測(cè)力傳感器在機(jī)械工業(yè)中其他方面的應(yīng)用。-18-參考文獻(xiàn)楊寶清.現(xiàn)代傳感器技術(shù)根底[M].第一版.北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2023.02路小波,陶云剛.智能構(gòu)造中的壓電傳感器與驅(qū)動(dòng)器[J].儀表技術(shù)與傳感器.998年,1期：29~31黃心漢,胡建元,王健.一種非徑向三梁構(gòu)造六維腕力傳感器彈性體及其優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].機(jī)器人,1992,14(5):1-7袁哲俊,王娜君.機(jī)器人用六維力、力矩傳感器.中國(guó)專利,專利號(hào):CN-2066134U,1990,11盧江躍,張軍,錢敏.型壓電式車削測(cè)力儀[J].儀表技術(shù)與傳感器,202312期:32~34曾慶釗,嚴(yán)振