中南大學(xué)刀具實驗報告(編輯修改稿)
2024-11-12 08:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 傳感器 工件 車刀 測力儀 電荷放大器 A/D 轉(zhuǎn)換器 計算機 5 該測力儀同一些必要的二次儀表組合在一起，可以完成切削力的靜、動態(tài)測試，可以準(zhǔn)確而容易地獲得金屬切削加工中最重要的參數(shù)，既三維切削力。 全屬切削理論的研究已由過去的靜態(tài)測量發(fā)展到動態(tài)測量，對測力儀有了更高的要求。 Y DCIII89A 壓電式車削測力儀能以其高剛度、高靈敏度、高固有頻率能很好地滿足靜、動態(tài)測試的要求， 可測出任意方向力的三個相互正交的分量(FX,Fy,Fz) 。 2．壓電石英晶體三維力傳感器原理 （ 1）基本原理 壓電石英晶體三維力傳感器的結(jié)構(gòu)如圖 2 這種傳感器有三對不同切型的石英晶片裝入殼體內(nèi)構(gòu)成。其中一對采用具縱向壓電效應(yīng)的切片，只能測量垂直儀的 Z 向力；而另外兩對晶片由于采用具有切向效應(yīng)的切型，且相互靈敏度方向成 90176。 放置，因此可測 X， Y 向的分力。這樣空間任何方向的力作用在傳感器上時，傳感器便能自動地將力分解為空間相互正交的三個分力。 （ 2）傳感器的特 點 a、剛性好。石英的彈性系數(shù) E=8000kg∕ mm2，而通常石英晶片厚只有約 lmm，因此整個傳感器的剛度相當(dāng)于一個實心鑄鐵塊的剛度。 b、靈敏度高。因為壓電傳感器屬于“無位移”型傳感器，理論上電荷量只與應(yīng)力有關(guān)，而與位移無關(guān)，這樣系統(tǒng)的剛性可以大些，而對靈敏度沒有太大的影響。 6 c、線性好，而且一般情況下幾乎沒有滯后現(xiàn)象。 d、頻率響應(yīng)寬。特別適合動態(tài)測量， X, Y 兩向固有頻率均在 5 kHz 以上，而 Z向固有須率可達 25KHz 以上，若裝在合適結(jié)構(gòu)中，頻響還可提高。 e、穩(wěn)定性好。時間老化低，無熱釋電現(xiàn)象，對 溫度敏感性比電阻電感傳感器要小得多，因此靈敏度基本保持為常數(shù)。出廠時以標(biāo)定好。 F、調(diào)整、使用方便。壓電系統(tǒng)沒有絕對零點，可以選定任意給定的狀態(tài)作為零點。在準(zhǔn)靜態(tài)測量中，力的動態(tài)部分比穩(wěn)態(tài)部分小很多。若希望將動態(tài)部分放大或只顯示動態(tài)部分，只需將電荷放大器清零，并且將靈敏度換到高檔即可，而不管靜態(tài)部分的大小。這一點對自適應(yīng)控制和用概率論方法進行數(shù)據(jù)處理十分有意義。 （ 3）測力儀靜、動態(tài)標(biāo)定 . 靜態(tài)標(biāo)定：目的是為了得到靜標(biāo)曲線，以便求得各項靈敏度、線性誤差、重復(fù)性誤差、向間干擾等靜態(tài)性能參數(shù)。由于該傳感器 穩(wěn)定性好，時間老化低，無熱釋電現(xiàn)象，對溫度敏感性比電阻電感傳感器要小得多，因此靈敏度基本保持為常數(shù)，出廠時已標(biāo)定好。實驗時將三臺電荷放大器的的傳感靈敏度旋鈕分別調(diào)至標(biāo)定結(jié)果中的數(shù)值。 動態(tài)標(biāo)定：目前主要有激振法和鋼球沖擊法兩種，主要是用于求得頻率響應(yīng)曲線
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