[发明专利]一种切削力测试装置的静态系统

说明书

本发明提供一种切削力测试装置的静态系统，包括信号处理模块、电荷模块和电源模块，信号处理模块和电荷模块电性连接，电荷模块和电源模块电性连接，信号处理模块通过外部接口外电性连接有切削力传感器，切削力传感器用于采集切削力信号并将该切削力信号传输给信号处理模块，经由信号处理模块进行信号隔离放大并转变为标准计算机可拾取的模拟信号，电荷模块用于实现对信号的降噪与放大过程，电源模块用于为整个系统提供稳定电压。本发明能够通过信号处理模块中的电荷放大器将信号的电容漏电漂移的电压信号传输至低噪放大器中完成信号的补偿，避免由于电流漂移造成的信号失真，提高切削力传感器采集信号的准确性。

技术领域

本发明涉及切削测试技术领域，具体涉及一种切削力测试装置的静态系统。

背景技术

压电式切削力测试系统在切削过程中，会产生一系列物理现象，如切削变形、切削力、切削热与切削温度、刀具磨损等，对切削加工过程中的切削力、切削温度进行实时测量。

传统用于精密加工的力反馈控制只能通过应变片或者带位移传感器的悬臂梁结构来实现。然而这些传感器刚度低，不利于保持实际加工中的刚度要求。传统压电力传感器具有高刚度和高灵敏度等特性，但是受限于电荷放大器中不存在无限阻值的电阻和没有漏电流的运算放大器，压电传感器不能测量长时间的静态力，测量数据不准确。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的问题是提供一种切削力测试装置的静态系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种切削力测试装置的静态系统，包括信号处理模块、电荷模块和电源模块，所述信号处理模块和所述电荷模块电性连接，所述电荷模块和所述电源模块电性连接，所述信号处理模块通过外部接口外电性连接有切削力传感器，所述切削力传感器用于采集切削力信号并将该切削力信号传输给所述信号处理模块，经由所述信号处理模块进行信号隔离放大并转变为标准计算机可拾取的模拟信号，所述电荷模块用于实现对信号的降噪与放大过程，所述电源模块用于为整个系统提供稳定电压；

所述信号处理模块包括电荷放大器和信号隔离放大器，所述电荷放大器的输入端连有+OP_5V电压和-OP_5V电压，所述电荷放大器的G2端子连有拨码开关，所述电荷放大器的输出端子通过电阻R9与所述信号隔离放大器的输入端子相连，所述信号隔离放大器的V1+端子和V1-端子分别连有+OP_5V电压和-OP_5V电压，所述+OP_5V电压通过电阻R5和二极管D6接地，所述信号隔离放大器的V1+端子通过电容C6接地，所述信号隔离放大器的V1-端子通过电容C7接地，所述信号隔离放大器的V2+端子和V2-端子分别通过无极电容C8和无极电容C9接地，所述信号隔离放大器的输出端通过电阻R13和二极管D2接地。

在本发明中，优选地，所述电荷模块包括偏置电流放大器、仪表放大器和低噪放大器，所述偏置电流放大器的输出端和所述仪表放大器的正向输入端相连，所述仪表放大器的反向输入端接地，所述仪表放大器的输出端连有电阻R2，所述仪表放大器的RG-端子和RG+端子之间连有电阻R1，所述仪表放大器的VREF端子和所述低噪放大器的输出端相连，所述低噪放大器的正向输入端通过电阻R19连有滑动变阻器R18，所述低噪放大器的反向输入端和所述低噪放大器的输出端相连。

在本发明中，优选地，所述仪表放大器的-VS端子和+VS端子连有压降电路和第一电压反转电路，所述压降电路包括场效应管Q1、三极管Q2和第一稳压管，所述场效应管Q1的栅极和所述三极管Q2的集电极相连，所述场效应管Q1的源极和所述第一稳压管的输入端相连，所述场效应管Q1的漏极通过电阻R21和所述场效应管Q1的栅极相连，所述场效应管Q1的漏极通过电容C6接地，且所述场效应管Q1的漏极接有+12V电压，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的基极通过电阻R22和电阻R23接地，且所述电阻R22通过电阻R20接有+8V电压，所述第一稳压管的输出端接有+8V电压。