八角环式三向测力传感器的研究

设计了一种锯链锯切木材时可实时动态测量主切削力、进给力和侧向力的八角环式三向测力传感器。通过对主切削力和进给力方向的标定,分析研究贴片位置对被测方向灵敏度、非线性度的影响,以及对非被测方向交叉灵敏度的影响。修改进给力方向的贴片位置,使交叉灵敏度由3.2×10-6N-1下降到4.27×10-7N-1,进给力测试系统的非线性度由原来的7.8%下降到0.025%。主切削力、进给力、侧向力等各测力方向的灵敏度分别为5.51×10-6N-1、6.45×10-6N-1和4.05×10-6N-1。

自制实验仪器设计及在课程教学中的应用

根据可测二向力的单一八角环,开发研究形成双向延伸式八角环测力传感器,可用于木材三向切削力测试。标定结果为该测力传感受器的各向灵敏度均为64,最大非线性度仅为0.54%,而回程误差为0。本文通过木材三向切削力测力传感器的设计、分析、制作及标定,展示了应变式传感器制作过程中应解决的问题。综合应用了应变式测力仪的力学特性及电桥的和差特性,确立各测力方向贴片位置及电桥电路。同时还揭示了电桥桥臂中串并联连接并不影响电桥输出。