高精度应变式三维力传感器研究

摘要

维间耦合误差一直是影响多维力传感器测量精度的一个重要原因,低维间耦合一直是多维力传感器研究中的重要方向。提出一种结构简单的应变式三维力传感器,用于测量X,Y,Z三方向力的大小。介绍了应变式三维力传感器的结构及其测量原理,对其进行了静力学仿真分析,确定了弹性体最佳贴片位置。针对应变式三维力传感器的输出信号设计了一种调理电路。实验结果表明:所研制的应变式胎-路三维力传感器较目前的应变式多维力传感器相比,维间耦合误差具有较大改善,最大误差发生在力F_(Z)作用时,维间干扰仅为0.8775%。解耦验证分析表明,所研制的传感器具有较高精度,满足实际大多场合三维力测量精度需求。