一种用于微型六维力传感器的集成式应变计设计

为实现六维力传感器的微型化与集成化，提出了一种新型的集成式应变计．该应变计由6组敏感栅组成，可与薄壁圆筒型弹性体组成微型六维力传感器．文中介绍了信号调理电路和数字化电路的组成．采用微型数字信号处理器和刚柔结合的电路板实现了传感器的电路集成．对传感器进行了静动态标定并分析了实验结果．     

基于薄膜技术的微型六维力／力矩传感器

介绍了利用薄膜技术制作的微型六维力/力矩传感器.提出了在传感器弹性体铝合金基体上磁控溅射80Ni20Cr薄膜电阻应变计的加工工艺,说明了工艺的实现步骤.实验研究了几种常用的绝缘层材料,并采用Al2O3作为绝缘层材料.通过改进薄膜制作掩模纠正了绝缘层失效的问题.说明了引线键合实现传感器微型化及系统集成.并给出六维力传感器的主要静态精度指标.     

基于时间—数字转换器的力矩传感器

介绍了基于时间—数字转换器(TDC)的应变测量原理与特点。设计并制作了基于TDC技术的机器人关节力矩传感器。基于TDC应变测量原理的力矩传感器具有组成电路简单、系统电流消耗小的特点。对传感器进行了静动态校正,并分析了试验结果。     

基于三轴加速度计的多维力传感器静态自校正

提出了一种多维力传感器的静态自校正方法.将三轴加速度计静态应用,可以测得其敏感轴与重力加速度的相对夹角.将多维力传感器中集成三轴加速度计,在校正过程中,旋转施加着标准砝码的多维力传感器,测量力传感器的输出,同时通过三轴加速度计测量力传感器的旋转角度姿态,计算得到砝码重力施加在传感器E的力向量,最终自动地得到多维力传感器的校止矩阵.实验结果表明,该方法显著地提高了校正效率,但与通常的标定台校正方法相比,较正精度略低.     

基于MEMS的力传感器薄膜应变计加工工艺

提出了在铝合金基体上磁控溅射80Ni20Cr薄膜电阻应变计的加工工艺,说明了其工艺的实现步骤。采用低弹性模量的铝合金制作力传感器的弹性体可以提高力/力矩传感器的灵敏度。提出了一种适合MEMS加工的全平面的力/力矩传感器弹性体结构。并介绍了薄膜电阻应变计构成的微型六维力传感器和薄膜厚度的测量手段。通过实验证实,此种薄膜工艺的应用提高了力传感器的测量精度。     

集成化微型六维力/力矩传感器的研制

弹性敏感元件是应变式多维力传感器的核心,弹性体机械加工和应变片粘贴的误差成为影响微型多维力传感器测量精度的重要因素。为此设计由一体化结构的弹性体和单片组合式应变片组成的新型弹性敏感元件,弹性体结构简单,机械加工和应变片粘贴精度高。基于DSP的传感器信号处理和智能化电路放置在传感器本体内部,使传感器具有集成化、智能化和微型化的特点。