三向压电力传感器向间干扰的分析和消除

从设计原理及制造工艺两方面对三向压电力传感器的向间干扰进行了分析,提出了消除或减少向间干扰的措施。     

火箭推力测量用双量程力传感器初探

分析了单室双推力火箭发动机两级推力及动态力测试中存在的问题,并由此设计了可兼顾单室双推力火箭发动机两级推力测试的新型双量程测力传感器。分析表明,这种双量程测力传感器既可以连续测量发动机两级推力,又提高了其测量灵敏度和精度。     

测力传感器和柔性基础对动态力测量的影响

针对安装于多层工业厂房中的动力机械，将机器，测力传感器及基础结构作为一个大系统，利用子系统耦合观点，研究了测试系统中的插入环节－测力传感器和柔性基础的动态特性对动态力测量精度的影响规律，给出了提高测量精度的频率界限。     

新型力解耦机器人六维力传感器研究

为获得仿人行走机器人脚部的力感信息,简化测力系统,设计了一个新型的六维力传感器的弹性体,并用ANSYS软件对传感器弹性体进行了有限元分析,根据应力测量原理并结合特定的应变片布片和组桥方案得到了一种新型力解耦六维力传感器,对传感器原型进行的实测结果表明：该传感器得到了1．26μV／N的灵敏度和2．0％的线性度,直接输出的维间力耦合在5％以内。     

滚削测力系统的性能检定

静态性能和动态性能是评价滚削测力系统的重要指标。本文介绍滚削测力系统静态性能和动态性能的检定方法。检定结果表明,所研制的滚削测力系统的各项静、动态性能指标已达到国际上规定的指标,可用于滚削力的测量与分析。     

梳棉机锡林与盖板间梳理力研究的现状及展望

通过对国内外梳棉机锡林与盖板针面间的梳理力研究成果的分析,讨论了梳理力的变化规律和影响因素。根据研究梳理力的现状和存在问题,对梳理力研究进行了展望,认为采用动态响应更快的压电陶瓷测力传感器来测量梳理力可能使梳理力测量更加精确,采用非接触式红外测温传感器来测量梳理区的温度变化的方法,可能找出梳理力和梳理区的温度之间变化规律。     

基于FBG的切削力测量装置设计与分析

在分析光纤光栅(FBG)应变传感器原理的基础上,结合切削力测量特点,提出将FBG应用于切削力测量,设计了八角环结构的切削测力装置并对结构进行受力分析.利用FBG传感器测量八角环弹性体应变,构建了切削力测量系统,并进行了不同切削用量切削试验.实验结果表明,所提出的基于FBG的切削力测量方法可行,结构可靠.     

天平刚度对测力系统输出结果影响的研究

测力系统(FMS)在脉冲燃烧风洞中试验时,天平刚度会对其输出结果产生重要影响。为研究该问题,首先对测力系统进行了简化,并给出了相应的动力学方程;其次,对不同刚度的测力系统(FMS-A、FMS-B和FMS-C)进行了虚拟标定和模态分析,获得了两者的刚度矩阵和模态参数;第三,对FMS-A、FMS-B和FMS-C进行了瞬态仿真分析,获得了相应的动态输出。计算结果表明,惯性补偿前,测力系统均值测量精度普遍高于93%,惯性补偿后均值测量精度超过99.8%,但相同加载时测力系统均值输出结果相差很小,证明天平刚度对测力系统均值测量精度的影响较小。同时,瞬时输出结果与输入载荷基本一致,FMS-A轴向力、法向力和俯仰力矩瞬时测量精度分别高于85.1 %、80.1 %和 68.4 %,FMS-B各分量瞬时测量精度分别高于85.9 %、83.5 %和69.9 %,FMS-C各分量瞬时测量精度分别高于85.9 %、89 %和74.6 %,结果表明在一定范围内,测力系统瞬时测量精度随着天平刚度的增大而提高。     

科研成果简介

主要内容:传感器是应变式复合结构双量程测力传感器,有高、低两个量程,每一个量程都是从零开始,都是双输出,可进行方向相反(压-拉)、量程不等的力值测量,并能提高低量程区段反向拉力输出信号的幅度,从而提高其灵敏度和测量精度。技术指标:1.测力范围:高量程(压缩力)0～180kN;低量程(拉伸力)0～40kN。2.灵敏度:1.5～2.8mV/V     

散打测力靶传感器及其调理电路的设计与仿真

针对散打力度训练记录和量化问题,设计一种基于聚偏氟乙烯压电薄膜的散打测力靶。将聚偏氟乙烯压电薄膜并联成传感器阵列作为测力传感器数据采集端,调理电路选用以基于AD549JH运放的积分电路,将击打力信号转化为电信号进行量化处理。分别对测力传感器模块和调理电路进行仿真测试,测试结果表明,测力传感器能够完成对击打力信号的采集,调理电路可对采集到的信号衰减处理。     

基于筒型测力传感器的应变分析及扭矩测量

针对筒型弹性元件用于扭矩测量的问题,运用材料力学理论进行分析,计算出在扭矩作用下标准空心圆柱表面最大应变值的位置.利用ANSYS对标准空心圆柱进行仿真分析,提出一种提取模型上节点的任意方向应变仿真值的方法,并验证仿真准确性.对筒形测力传感器进行仿真,并结合理论分析提取粘贴应变片的最佳位置.设计一种使该传感器进行扭矩动态测量时抗拉力和弯矩影响的测量电路,从而实现扭矩的精确测量,提高筒型测力传感器的精度.本文方法对复杂结构的相关运算具有一定的指导作用.     

大型旋转机组轴向力在线监控测力弹性元件的结构方案设计

本文介绍了大型旋转机械轴向力在线监控装置测力弹性元件的优化设计,为了提高所研制的测力传感器的性能,采用有限元法计算了不同结构及尺寸的弹性元件在轴向力F＝29.4kN时的应力、应变、垂直位移及Vonmiss等效应力的分布,并对两种主要结构的弹性元件进行了静态测试,在此基础上我们优选了最佳的弹性元件结构及最佳的电阻应变片贴片位置,显著地提高了测力传感器的灵敏度。     

多维力传感器的研究现状分析

本文根据传感器的敏感原理对多维力传感器进行分类讨论和对比分析,按照不同的测力维数,对近40年来国内外典型多维力传感器的弹性体结构设计进行回顾,并就其存在的技术难点作了归纳分析,最后指出设计多维力传感器的关键技术.     

MFD—Ⅱ型铣削测力台

本文介绍了我校研制的高刚度三向铣削测力台的设计及结构。该测力台的特点是采用了整体结构及特殊的减振阻尼装置,同时优化了承载弹性元件——八角扁环的基本尺寸参数,并改进了测量电桥的联接方式。经静态及动态的标定和实际的切削试验证实,该测力台的主要性能指标符合CIRP的规定。     

微细钻孔的模糊神经网络在线监测

建立了以压电钻削测力仪作为测量元件的微孔钻削力在线监测系统,构造了用于对微孔钻削力进行实时数据处理的4层模糊神经网络。网络经训练后用于实时获取隐含微细钻头磨损状态信息的钻削力值,对微孔钻削过程进行在线监测实验,结果表明,适当选择监测阈值,可以有效避免微细钻头的折断。     

基于STC89C52单片机的滚珠丝杠副刚度检测系统

介绍了一种基于STC单片机的滚珠丝杠副轴向静刚度检测系统,该系统采用串行A/D转换芯片TLC2543实现对测力传感器和电感测微仪输出信号的采集和处理。设计了以测力传感器输出信号为基准的刚度检测方案,并采用RS-232作为通信接口,对滚珠丝杠副的静刚度曲线进行实时显示。     

MP型八角环平面磨削测力仪的研制

迄今为止,国内外所研制的平面磨削测力仪仍不同程度的存在以下问题:(1)力-应变信号之间的直线性差;(2)水平和垂直方向力的相互干扰大;(3)灵敏度高而刚度低,固有频率低;(4)刚度高而灵敏度过低。为了克服以上缺点,进一步提高测力仪的设计制造水平,并改善其动静态性能,我们改进研制成功了 MP 型两向八角环应变式平面磨削测力仪。它具有     

一种基于电阻应变片的发动机悬置传递力测试研究

发动机悬置系统的传递力可以对悬置系统的隔振性能进行有效评价.针对悬置传递力在试验中难以获取的问题,以电阻应变片为敏感元件,制作了一款适用于发动机悬置的测力传感器,并搭建了相应的测试系统.使用底盘测功机在整车条件下对传感器进行了标定,得到了悬置传递力和传感器测试信号的比例关系.在整车定置和道路试验工况下进行测试,获得了悬...     

基于STC89C52单片机的滚珠丝杠副刚度检测系统

介绍了一种基于STC单片机的滚珠丝杠副轴向静刚度检测系统,该系统采用串行A/D转换芯片TLC2543实现对测力传感器和电感测微仪输出信号的采集和处理.设计了以测力传感器输出信号为基准的刚度检测方案,并采用RS-232作为通信接口,对滚珠丝杠副的静刚度曲线进行实时显示.     

考虑本征非线性的磁致伸缩力传感器磁路优化设计研究

针对压电式力传感器和超磁致伸缩力传感器无法对交变载荷进行连续测量的问题,设计了一种以Galfenol合金为敏感元件的封闭式力传感器结构。为对传感器磁路进行优化设计,提出一种考虑材料本征非线性的磁路设计方法,并将之与采用线性磁导率的仿真方法进行对比研究。仿真对比显示,所提出的仿真新方法具有更高的准确性。基于该方法对封闭式力传感器和开放式的力传感器进行了磁路对比,仿真和实验结果显示,利用闭合结构对力传感器进行设计,可以有效提高磁通的利用效率,减少漏磁。同时,仿真得到的磁通密度分布与实验实际测量得到的磁通密度吻合较好,验证了封闭式磁路的可靠性及合理性。