测量切削力的传感器

分类号：ＴＰ２１２

ＵＤＣ：６２１密级：编号：

工学硕士学位论文

切削力测量系统传感器设计

硕士研究生：刘玉香

指导教师：王凡副教授

学科、专业：机械制造及其自动化

沈阳理工大学

２０１２年３月

ＩＵｌｌｌｌＩｌｌＵｌｌＩｌｌＩＩ

Ｙ２１５０３７５

分类号：ＴＰ２１２

ＵＤＣ：６２ｌ密级：编号：

工学硕士学位论文

切削力测量系统传感器设计

硕士研究生：刘玉香

指导教师

学位级别：王凡工学硕士

机械制造及其自动化

：：学科、专业所在单位：机械工程学院

论文提交日期：２０１１年１２月２６日

论文答辩日期：２０１２年３月１０日学位授予单位：沈阳理工大学

霞

ＣｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎＩｎｄｅｘ：ＴＰ２１２

Ｕ．Ｄ．Ｃ：６２１

．ＡＴｈｅｓｉｓｆｏｒｔｈｅＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

７Ｉ＇ｈｅＤｅｓｉｇｎｏｆＳｅｎｓｏｒｏｎＣｕｔｔｉｎｇＦｏｒｃｅ

ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ

Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：

Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：

ＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：

Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＬｉｕＹｕｘｉａｎｇＷａｎｇＦａｎＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｃａｌｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇａｎｄ

ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ

ＤａｔｅｏｆＳｕｂｍｉｓｓｉｏｎ：Ｄｅｃｅ

压电式力和力矩测量传感器

二、压电式力和力矩传感器

1) 压电式力和力矩传感器应用及分类

应用-测量动态力

大多数的力传感器内包含弹性元件，弹性元件在力的作用下会发生变形，通过弹簧的变形可以确定作用力的大小。为了获得较高的测量分辨力，要求弹性元件有足够大的弹性。然而，较大的弹性却限制了传感器的频率范围。同时由于力的作用，弹性元件的几何形状以及力臂关系均会发生变化。

为克服这一限制，奇石缘公司利用压电测量原理测量动态力。压电材料，比如石英，在力的作用下产生与所受力成比例的电荷：作用力越大，电荷越多。在压电式传感器中，石英既是弹性元件，同时也是测量换能器。

由于石英的刚性很高，力作用下的位移非常小，一般在几微米内。这种几乎无位移的测量，对于缓慢的准静态过程来说误差很小。对于快速过程的测量，由于石英的高刚度和与之关联的高固有频率，其优越性是其它任何原理无法比拟的。

石英晶体将测量（力、压力或加速度）直接转换成输出信号，这些信号理想线性、并且无滞后。石英传感器的其它优点为：小型、坚固、灵敏度高和测量范围非常宽。

奇石缘公司提供四类不同的压电式力传感器：

1)

2)

3)

4)

单向力传感器：

这类传感器一般为环状，由两个钢环和夹在中间的对压力敏感的石英晶片组成。

单向力传感器：

本科毕业设计（论文）说明书

高速切削切屑形态形成机理及切削力研究

院（系） 机械工程学院 专 业 机械工程及自动化 学生姓名 黄捷 指导教师 万珍平 讲师 提交日期 2005年06月10日

1

华 南 理 工 大 学

毕 业 设 计 （论文） 任 务 书

兹发给 01机械4 班学生 黄捷 毕业设计（论文）任务书，内容如下：

1.毕业设计（论文）题目： 高速切削切屑形成机理及切削力研究 2.应完成的项目： （1） 对高速切削切削力与切削速度关系进行研究

目 录

一、课程设计目的与要求……………………………………….…………….…..2

二、元件介绍…………………………………………………………………….…....3 三、课程设计原理…………………………………………………………………...6

3.1霍尔效应………………………………………………………………………... 6 3.2测磁场的原理,载流长直螺线管内的磁感应强度 ……………………..8

四、课程设计内容………………………………………………………...………...10

4.1电路补偿调节……………………………………………………………...…..10 4.2失调电压调零 …………………………………………………………….…..10 4.3按图4-3接好信号处理电路……………………………………………......10 4.4按图4-4接好总测量电路……………………………………………….….11 4.5数据记录与处理……………………………………………………….……....12 4.6数据拟合..……………………………………………………………….…........14

五、成品展示……………………………………………………………………….....16

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工具技术

高精度数控机床切削力误差测量方法探讨

刘焕牢，陈宝月，刘璨，谭光宇

广东海洋大学

摘要：随着强力、高效切削方式的推进以及难加工材料的加工，由切削力引起的工件加工误差（简称切削力误cuttingforceinducederror）不容忽视。本文提出切削力误差直接测量法，差，实现了工作过程中切削力和误差数值“一维”“二维”提出建立基于和测量技术的混合的直接对应。通过对不同测量方法所反映机床误差特性的甄别，

误差模型的思想，研究成果能够为数控机床动态行为对加工性能的影响机理提供试验数据和理论基础。

关键词：切削力误差；直接测量法；混合误差模型中图分类号：TG659

文献标志码：A

ResearchonCuttingForceInducedErrorMeasurement

MethodofPrecisionCNCMachineTools

LiuHuanlao，ChenBaoyue，LiuCan，TanGuangyu

Abstract：Thecuttingforceinducederrorhasbeenmoreimportantasthehardcuttingandhardcuttingmaterialused．Thedirectmeasurementonth

燕山大学课程设计说明书

摘要

本次课程设计主要讲解电容式传感器的使用中的一部分，传感器技术是现代信息技术的主要内容之一。传感器是将能够感受到的及规定的被测量按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成，其中敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量（输入量）的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受的或响应的被探测量转换成适于传输和测量的电信号的部分。电容式传感器不但广泛应用于位移、振动、角度、加速度等机械量的精密测量而且还逐步地扩大应用于压力、差压、液面、料面、

??S成分含量等方面的测量。根据C?or可以把电容传感器分为极距变化型电

?容传感器、面积变化型电容传感器、介质变化型电容传感器。根据实际不同的需求，可以利用不同的电路来实现所需要的功能。

电容式传感器的特点：（1）小功率、高阻抗。电容传感器的电容量很小，一般为几十到几百微微法，因此具有高阻抗输出；（2）小的静电引力和良好的动态特性。电容传感器极板间的静电引力很小，工作时需要的作用能量极小和它有很小的可动质量，因而具有较高的固有频率和良好的动态响应特性；（3）本身发热影响小（4）可进行非接触测量。

布料厚度测量是基于变介电常数电容传感器的一种精密测量，它

常用传感器信号测量汇总

常用传感器信号测量汇总

传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾)，并将探知的信息传递给其他装置或器官。人的五官就是天然的传感器，具有视、听、嗅、味、触觉，大脑就是通过五官来感知外界的信息(图1)。

图1 人与机器的对应关系

工程科学与技术领域的传感器既是对人体五官的工程模拟物，是能将特定的被测量信息(包括物理量、生物量、生物量)按一定的规律转换成某种可用信号输出的器件或装置。可用信号既是便于处理和传输的信号，目前由于电信号最符 合这一要求，传感器也可狭义定义为把外界非电信息转换成电信号输出的器件(图2)。

常用传感器信号测量汇总

图2 各类传感器

传感器的构成

传感器的具体构成根据被测对象、转换原理，使用环境和性能要求的情况有很大差异。

自源型是仅含有转换元件的传感器构成形式，它不需要外能源，可直接从外部被测对象吸收能量转换为电效应，但输出的能量较弱。常见的有热电偶、压电器件等。

带激励源型是在转换器件外加了辅助能源的构成形式，辅助能源起到激励的作用，可以是电源或磁源，这样不需要变换电路也有较大电量输出。常见的有霍尔传感器等。

外源型是由利用被测量实现阻抗变换的转换元件构成，必

传感器与检测技术研究小论文 - I -

“传感器与检测技术”研究小论文

基于应变片传感器的压力测量

姓名： 李 班级： 2011 学号：

2014年 4 月 14 日

传感器与检测技术研究小论文

目录

第1章 应变片传感器综述 ................................................................................ 3 1.1 应变片传感器简介 ................................................................................... 3 1.2 应变片传感器的工作原理 ....................................................................... 3 第2章 传感器的选用 ........................................................................................ 4 2.1 几种传感器及外围电路的比较 .............

计量学概论课程项目报告

一种计量保证方案的设计与应用

(基于应变片传感器的压力测量系统)

姓 名： 同组人:

分工或贡献：电阻应变片压力传感器材料选择和参数计算

课 程 名 称：基于应变片传感器的压力测量系统

指 导 教 师：田广军

完 成 日 期: 2016年12月22日

基于应变片传感器的压力测量系统

摘要：本文简要介绍了压变式压力传感器及其工作原理。本项目主要利用应变片压力传感器将应变片阻值的变化量转换为弹性元件的微小应变，从而利用力、受力面积及应变之间的关系来确定力的大小，进而求得产生作用力的物体的质量。传感器的设计主要包括弹性元件的设计和处理电路的设计。

前言：随着科学技术的迅猛发展，传感器技术已越来越广泛地应用于多种技术领域。各类传感器中，压力传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定可靠、成本低、便于集成化的优点，可广泛用于压力、高度、加速度、液体的流量、流速、液位、压强的测量与控制，并广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。本文针对电阻应变片压力传感器，对它的工作原理，材料选取、参数计算及电路设计以悬臂梁为例

计量学概论课程项目报告

一种计量保证方案的设计与应用

(基于应变片传感器的压力测量系统)

姓 名： 同组人:

分工或贡献：电阻应变片压力传感器材料选择和参数计算

课 程 名 称：基于应变片传感器的压力测量系统

指 导 教 师：田广军

完 成 日 期: 2016年12月22日

基于应变片传感器的压力测量系统

摘要：本文简要介绍了压变式压力传感器及其工作原理。本项目主要利用应变片压力传感器将应变片阻值的变化量转换为弹性元件的微小应变，从而利用力、受力面积及应变之间的关系来确定力的大小，进而求得产生作用力的物体的质量。传感器的设计主要包括弹性元件的设计和处理电路的设计。

前言：随着科学技术的迅猛发展，传感器技术已越来越广泛地应用于多种技术领域。各类传感器中，压力传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定可靠、成本低、便于集成化的优点，可广泛用于压力、高度、加速度、液体的流量、流速、液位、压强的测量与控制，并广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。本文针对电阻应变片压力传感器，对它的工作原理，材料选取、参数计算及电路设计以悬臂梁为例