钻削测力系统的辅助装置设计+CAD图纸+答辩PPT(4)
(4) 向间横向干扰要尽量小
多向测力仪，横向干扰总是存在的，而且也有静态与动态之分，这是因为几乎所有情况下，测力仪都必须同时受两个以上的切削分力的作用。横向干扰的存在将大大影响各向切削分力的测量精度，所以无补偿情况下，静态测量时横向干扰系数一般要小于5％，动态测量时横向干扰系数可以适当加大，但最好能控制在10％以内。当被测两分力的力值相差比较悬殊时，大力值分力作用对小力值分力作用的干扰系数比上述要求还要小，否则对小力值分力将引起过大的相对误差。测力仪向间横向干扰要小，首先传感器自身干扰要小，在此基础上设计合适的结构使测力仪干扰值不大于、甚至小于传感器干扰值。总之在结构设计时一定得考虑如何减少向间横向干扰的问题。
(5) 固有频率要尽量高
动态测力仪顾名思义体现在“动"字上，所以首先应保证固有频率达到一定数值。测力仪的固有频率直接决定着测力仪的动态特性、动态测量误差、相位误差和瞬态响应的上升时间等。石英晶片的固有频率很高，组装后的传感器固有频率也很高，约50kHz。为得到动态型测力仪，其固有频率要比被测信号的固有频率大3~5倍以上，因此测力仪的结构设计及合适的预紧方式就显得十分重要了。
(6) 必须具备良好的动态响应特性
动态响应包含频率响应和瞬态响应。动态测力仪不仅要求具有高刚度、高固有频率，而且要求具有较宽的实际工作频带，在较宽的频带上没有低频谐振峰，保持输入与输出关系变化很小，即动态测量误差要小。此外，测力仪对阶跃信号的时间响应常数要非常小，上升时间要极短。
(7) 结构简捷
小型轻便对动态测力仪也是必要条件。对于只用于静态测量的测力仪即使结构稍许复杂也关系不大，但对于动态测力仪，如果组合件过多、结构过于复杂而且质量较大，整个测力仪就不再是单质量谐振系统了，动态性能变坏。因此测力仪结构应力求刚度高、简单轻便，但是结构也不能太小，因为太小对工件的固定有影响。
(8) 具有良好的密封与屏蔽
对压电式测力仪传感器接头处的密封、信号传输导线的屏蔽，使其具有可靠的防水、防潮、隔热和防止电磁场干扰的能力，是保证测力仪能正常工作的必要条件。
(9) 稳定性要好
所谓稳定性好就是测力仪在使用过程中不因环境的改变、时间的增长而使其性能发生过大的变化。其主要的评价指标是：灵敏度的温度系数要小、灵敏度的时间变化率要低，噪声和零点漂移不能超出规定的数值。确保测力仪稳定性和良好的密封，关键是所用压电力传感器本身性能要很稳定、质量可靠。
1.4 课题设计原理
压电式钻削测力仪的结构种类较多，其原理是利用石英晶体的压电效应 ， 当晶体受到机械应力作用时，其表面就产生电荷，生的电荷密度的大小与所施加的机械应力的大小成严格的线性关系，本测力仪主要采用2种压电效应。即纵向效应和剪切效应。
2 传感器的综述
2.1 传感器的专业术语及系统介绍
传感器：（广义）凡能外界信息并按一定规律转换成便于测量和控制的信息的装置；（狭义）
只有将外界信息按一定规律转换成电量的装置。
传感器的总特性：主要指传感器以及被测对象和后接仪器组成的测量系统的输入和输出的匹
配、传感器的机械特性以及其工作特性。
静态特性：表示传感器在被测量各值处于稳定状态时的输入-输出的关系，其指标是灵敏度、线性度、稳定度迟滞等。