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壓電傳感器應用舉例——雙向傳感器、三向力傳感器

   2019-10-16 十二178
核心提示:三向力傳感器結構,壓電組件為三組雙晶片石英疊成并聯方式,它可以采用測量空間任一個或三個方向的力;三組石英晶片的輸出極性相同。
 雙向傳感器

 雙向力傳感器基本用于測量垂直分離Fz與切向分力Fx或Fy,以及測量互相垂直的兩個切向分力,即Fx和Fy。無論哪一種測量,傳感器的結構形式相似。圖10-15所示為雙向壓電石英晶片的力傳感器的結構。

轉換62

 圖中兩組石英晶片分別測量兩個分力:下面一組采用xy(x0℃)切型,通過d11實現力-電轉換,測量軸向力Fz;上面一組采用xy(x0℃)切型,晶片厚度方向為y軸方向,在平行于x軸剪切應力σ6(在xy平面內)的作用下,產生厚度剪切變形。所謂厚度剪切變形是指晶體受剪切應力的面與產生電荷的面不共面,如圖10-15b所示。這一組石英晶體通過d26實現力-電轉換來測量Fy。

 三向力傳感器

轉換63

圖10-16a為YDS-Ⅲ79B型壓電式三向力傳感器結構。壓電組件為三組雙晶片石英疊成并聯方式,它可以采用測量空間任一個或三個方向的力。三組石英晶片的輸出極性相同。其中一組取xy(x0℃)切型晶片,利用厚度壓縮縱向壓電效應d11來實現力-電轉換,測量主軸切削力Fz;另外兩組采用厚度剪切變形的xy(x0℃)切型晶片。利用剪切壓電系數d26來分別測量Fy和Fx,如圖10-16c所示。由于Fy和Fx正交,這兩組晶片安裝時應使其最大靈敏軸分別取向x和y方向。

 
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