[发明专利]小尺寸大量程集成式压电六维力传感器的测量方法

权利要求书

1.小尺寸大量程集成式压电六维力传感器的测量方法，所述小尺寸大量程集成式压电六维力传感器包括上盖（1）、分载环（2）和下盖（3）；所述上盖（1）的上表面（d）开有圆形中心孔（h），所述下盖（3）的上表面（a）开有圆环形凹槽（f），所述下盖（3）开有圆形中心孔（e），所述中心孔（e）上放置力敏元件（4），所述力敏元件（4）的上表面（b）与上盖（1）的下表面（c）相互接触，所述上盖（1）、分载环（2）、下盖（3）和力敏元件（4）通过螺栓（6）和螺母（5）安装在一起；所述上盖（1）的中心孔（h）和所述下盖（3）的中心孔（e）通过螺栓（6）将力敏元件（4）施加预紧力；所述下盖（3）开有四个同圆分布的螺纹孔（g），用于传感器的安装固定，通过调节分载环（2）的厚度可以实现不同的分载比；所述力敏元件（4）由三片承受拉压效应的X0°切型晶片（10）、三片承受剪切效应的Y0°切型晶片（11）、八片四分之一电极片（Q5），（Q6），（Q7），（Q8），（Q13），（Q14），（Q15），（Q16）、八片二分之一电极片（Q1），（Q2），（Q3），（Q4），（Q9），（Q10），Q11），（Q12）、两片完整电极片（Q0）、三片绝缘电阻片（12）和两个调整垫片（7）组成，其中，电极片（Q0）用于接地，电极片（Q1）,（Q2）用于输出Fx的测量信号，电极片（Q3）,（Q4）用于输出Fy的测量信号，电极片（Q5）,（Q6）,（Q7）,（Q8）用于输出Mz的测量信号，电极片（Q13），（Q14），（Q15）,（Q16）用于输出Fz的测量信号，电极片（Q9）,（Q10）用于输出Mx的测量信号，电极片（Q11）,（Q12）用于输出My的测量信号；所述测量方法包括以下步骤，其特征在于，当传感器上盖（1）承受力时，通过传感器上盖（1）和分载环（2）的分载作用传递到力敏元件（4）上；传感器中的力敏元（4）件经过三组拉压效应和三组剪切效应将作用力自动分解并产生相应的电荷量，经过电荷放大器变成相应的电压输出[V1，V2，V3，V4，V5，V6，V7，V8，V9，V10，V11，V12，V13，V14，V15，V16]输出；输出的信号通过信号调理和A/D数据采集卡将模拟信号转换为数字信号输入计算机通过如下公式得到空间矢量力各主要参数，具体公式如下：

式中，K₁，K₂，K₃是电极面域中心到坐标中心之间的距离。