康铜薄膜测力传感器的模型设计

设计了一种康铜薄膜传感器模型,该模型由硬质合金基体、硬质合金弹性膜片、Al2O3薄膜及康铜薄膜电阻栅构成,为了获得较好的输出电压,康铜薄膜电阻栅与导线连接组成惠斯通电桥。使用有限元分析软件ANSYS对该模型进行了仿真分析,通过改变弹性膜片厚度与所受载荷大小,来比较传感器的不同输出电压,分析结果表明:电阻栅置于弹性膜片最大变形处即中心处,传感器输出灵敏度较高;在相同条件下传感器的输出电压随载荷增加而增加,随着弹性膜片厚度的减小而增大,变化近似呈线性关系。     

嵌入薄膜传感器的可换刀头车刀测力仪设计与分析

设计了一种嵌入薄膜传感器的可换刀头测力仪,用于测量车刀切削过程中的主切削力与进给力。将车刀的刀头与刀柄设计为分离式两段结构,通过法兰套筒将刀柄与不同形状的车刀刀头对接,实现刀头的可换性。利用直流磁控溅射、光刻技术等方法制备Ni80Cr20合金薄膜应变传感器,该传感器通过真空扩散焊接方式安装在靠近法兰一端的刀柄表面,靠近法兰一端的刀柄中间部分设计为多层台阶凹槽,从而提高传感器灵敏度。利用ABAQUS软件对模型进行静力学仿真,分别在刀尖处施加单向力和三向组合力,得到测力仪输出电压和施加的三向力系数为0.0113-0.0114mV/N,误差为5.4%-6.5%。对比并分析了输出电压与外力之间的关系,通过传感器的单轴拉伸试验得到传感器的电阻应变系数为1.68;在单向力拉伸作用下传感器的测量灵敏度为0.0037mV/N。     

嵌入合金薄膜传感器的刀具结构优化与测力灵敏度分析

提出一种嵌入刀具的合金薄膜传应变感器切削力测量系统的模型,以提高系统的测量灵敏度为目的 ,将弹性元件刀柄作为研究对象,结合薄膜传感器受力变形与刀具强度理论,通过在刀柄合适位置加工凹槽、多层台阶槽与钻孔方式设计了多种刀柄结构.构建了含有矩形、三角形以及半椭圆形凹槽的刀柄截面的惯性矩、强度与刀具测力灵敏度之间的关系,并运用MATLAB软件得到了在刀具强度安全域内,使测力系统灵敏度达到最大的刀柄截面形状的相关参数.对比分析六种含有矩形、半圆形复合凹槽的刀柄结构的横截面积、惯性矩、以及相应测力系统的灵敏度等,结果表明:与优化前的刀柄相比较,化后的刀柄结构可以使得测力系统的测力灵敏度提高倍数在(0.46～4.07)范围,而刀柄截面面积降至(0.09～0.84)范围;其中含有台阶层凹槽结构的刀柄优化结果较好,测力灵敏度提高了1.5倍,刀柄截面面积降至0.64倍.     

一种45°直头外圆车刀薄膜测力传感器的设计与研究

设计了一种45°直头外圆车刀薄膜测力传感器,该传感器是由45钢基片、Al2O3薄膜及镍铬薄膜(Ni80%Cr20)电阻栅溅射沉积形成,然后通过低温低压扩散焊接技术焊接在车刀刀杆的设定位置,镍铬薄膜电阻栅与导线连接组成惠斯通电桥可获得较好的输出电压。对电桥输出电压与梁的受力变形关系及传感器受到各向分力关系进行了分析。分析结果表明:只需在45°直头外圆车刀刀杆的4个侧面安装传感器即可实现三向力的测量,该方法大大减小了传感器的尺寸,简单可行,并且精确度高,减少研究成本、缩短开发周期。     

刀具嵌入镍铬合金薄膜微传感器切削力测量的研究

切削力的测量旨在改进和提高切削加工性能。本文设计和制备了一种镍铬合金薄膜微传感器,将其焊接嵌入刀具的刀杆上以测量加工中的切削力。该传感器由Ti6A14V钛合金基体、镍铬合金薄膜层及氧化铝绝缘层组成。切削力引起的薄膜变形使四个电阻栅组成的惠斯通电桥产生输出电压,对其输入和输出电压之间的关系进行了理论分析。构建了切削力测量系统。研究结果表明,该薄膜传感器具有良好的线性度和更小的相互干扰,适合于各种条件下车削力的测量。     

用于钻、铣削过程的四维切削力测量刀柄

介绍了适用于钻、铣削加工过程刀具监控测力刀柄的设计思想,比较了几种不同结构测力刀柄的优缺点,提出了用薄壁圆筒作为传感器弹性元件的新构思和四维测力刀柄的静、动态性能。     

薄膜应变式传感器及其优点

薄膜电阻应变式传感器是近年来出现的一种结构新颖的传感器。它是用真空蒸镀或溅射的方法,将应变电阻材料直接在弹性体表面的绝缘基底材料上制成特定形式的薄膜式敏感栅。通常采用的粘贴方法,将箔式电阻应变片粘贴在弹性体上,其厚度约为50μm。     

钛合金基底NiCr薄膜测力传感器的设计制作与检测

为了获得性能优良的切削力测量传感器,设计了两种结构的切削力测量用镍铬合金薄膜传感器。采用相同工艺分别制作了Ti6Al4V和45钢材料的基片,并对比分析了基片的表面质量。优选出钛合金作为基底,在其上制备了所设计的两种结构的薄膜传感器样品,测量了传感器敏感栅尺寸、薄膜电阻率、电阻栅薄膜厚度、传感器电阻值,分析了传感器电阻值的影响因素。     

基于PVDF的足底测力系统研究

为实现人体不同路况运动过程中的步态识别,研制出一种便于穿戴的鞋垫式足底测力系统。以PVDF压电薄膜为传感材料,设计足底传感器。采用由电荷放大电路、滤波电路及电压放大电路组成的信号系统对传感器输出信号进行采样及处理,进行了电荷放大电路中的反馈电阻与反馈电容的实验测试选型分析研究。进行了平地行走、楼梯行走及斜坡行走的实验,实验表明,该足底测力系统具有良好的灵敏度与测量精度,并且采用PVDF内嵌在鞋垫的结构,使得测力系统适用于不同模式行走运动的检测。     

《机床设计手册续编》选载——机床动态性能试验的方法和数据处理(九)

3.测力传感器 (1)测力传感器的工作原理、特点及应用 测力仪器包括三部分:测力传感器;二次仪表,包括放大器、滤波器等;记录和分析仪器。测力传感器的工作原理、特点及应用见表24。 压电式测力传感器和压电式拾振传感器,的输出为电荷量,不能直接测量,需用电压放大器或电荷放大器