三维力传感器的设计和静态解耦算法研究

针对三维力传感器在获取大量程空间三维力时存在精度低、维间耦合的问题，从机械解耦角度进行改进，弹性体采用十字梁型结构，竖梁两侧开设通槽，并将电阻应变片粘贴于竖梁和横梁两侧，通过电阻应变片组桥方式连接。利用万能试验机对传感器进行标定加载分析，基于最小二乘理论对经多次测量筛选出的数据进行拟合，得出该传感器输入载荷与输出电压之间解耦矩阵。采用研制出的三维力传感器进行论证实验，通过对传感器标定并结合弹性体本身机械结构解耦。实验结果表明，所研制的大量程三维力传感器的Ⅰ类误差和Ⅱ类误差分别为2.36%和2.1%，能够较好地抑制各维间的耦合，并达到了该传感器的预期精度要求。