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切削力测量
调平衡后,U0=0所以R1R4=R2R3。
当四个桥臂的电阻值均相等,即R1=R4=R2=R3时的电桥成为等臂电桥。
若电桥中的R1=R2=R、R4=R3=R’,则称为卧式电桥。
若R1=R3=R,R4=R2=R’则称为立式电桥,由于立式电桥的非线性系数是不确定的,因此在应变测量中,只应用等臂电桥和卧式电桥两种。
根据工作桥臂的多少,可将电桥电路分为单路电桥,半桥差动电路和全桥电路三种。
只有单臂工作的电桥电路称为单桥电路,如图4.7所示。
调平衡时,由上式可得
把R1=R2、R4=R3代入可得
如果桥臂电阻和邻边桥臂电阻都有应变片替代,且使一个应变片受拉,另一个受压,这种接法称为半桥差动工作电路,如图4.8所示。
若△R1=△R2、R1=R2、R4=R3,则
若R1=R3=R4=R2,△R1=△R3=△R4=△R2,则称为全桥电路,如图4.9所示。
输出电压为
分析上边可得到单臂半桥和全桥工作时的输出电压,可得到
(1)电桥灵敏度输出信号强度之比为1:
2:
4。
(2)电桥中相邻两臂电阻同向变化或者相对两臂电相反变化无输出信号;相邻两臂电阻相反变化或相对两臂电阻同向变化时输出信号强度为单臂工作时的两倍,此原理称为电补偿原理,对测力仪设计很重要。
(3)在电源电压不能调节时电桥各臂中应变片采用串接或并接时,测量结果将反应电阻变化的综合量,并不改变电桥的灵敏度。
4.3应变式测力仪常用变形元件的力学性能
4.3.1直筋式变形元件的力学特性
1.单臂固定悬臂梁
受力后的弯矩和测量电桥如图4.10所示。
B点处的弯矩MB和应变最大,其值为
{
P点处挠度最大,为
式中,Max为最大应力;E为弹性常数;W为断面系数;J为惯性矩。
对矩形截面:
图4、10
2双固定端粱
受力后的弯矩图和测量电桥如图4.11所示。
中点P和两端点B处的弯矩MP,MB和应变AP,AB最大,其值为
P点处挠度最大,为
3衍架结构
受力时的弯矩图和测量电桥如图4.12所示。
分析后可知P点只能有位移而不能有转角,相当于双端固定梁的一半。
弯矩MP,MB和应变AP,AB可按双端固定悬臂梁公式计算。
P点的挠度f也可用上式计算。
4直筋受正压力时
即变形筋受力拉伸或压缩,变形筋上各点的应变均相等,当截面积为A时,长度为l,应变值和变形量为
5直筋受切向力时
在切向力F的作用下,剪应力τ在矩形截面中分布如图4.13所示。
最大剪应力及其产生的应变为
式中γ与横向变形系数μ及h/b的比值有关的系数。
筋受剪切力作用时的
4.
4.3.2环式变性元件的力学特性
环式变性元件常用的有圆环和八角环。
八角环现在常用的形式如图4.14所示。
称为双半八角环,其简化力学模型是顶端只能水平位移而不能转角的八角环式圆环。
1圆环的力学特性
在圆环半径远大于其厚度时,圆环可以简化为薄环的情况推算,具体计算公式如下。
(1)圆环在垂直力FZ作用时,B点的垂直位移:
式中,R为圆环的平均半径;J为曲杆的惯性,在R≥4h时可用直杆的惯性矩
。
圆环受力FZ作用时的应力状态见图4.15(a),环B处的应力最大,但B点是圆环和测力仪的基本连接处,贴应变片不便,平时取A点进行测量。
A点的应变为:
在C点,即离垂直轴角度为39.6°处,弯矩MZ=0,忽略力的作用,Ac=0。
(2)在切向力FX作用时,考虑B点受测力仪的约束,只能做水平位移而不能转角。
B点的水平位移AB为
(3)
在A点处应变为0。
在φ=39.6°处
在φ=45°
图4.15
2八角环的力学特性
八角环的厚度不一致,受力时候的应变值和位移计算比较复杂。
平时可以用简化的计算方法,即使用一定的系数乘以圆环的公式。
测FZ力
测FX力
B点的垂直位移和水平位移可用下式计算:
八角环变形元件力学特性的精确计算可用有限元法。
4.3.3薄壁圆筒变形元件的力学特性
薄壁圆筒常用于测量扭矩,如钻削测力仪等。
当扭矩作用于圆筒产生剪应力,应变片贴成45度。
测扭矩的应变片粘贴位置和电桥链接电路如图4.17所示。
图4.17
在扭矩作用时,应变值为
圆筒的转角位
4.4典型应变式测力仪简介
4.4.1车削测力仪
图4.18是美国麻省理工学院20世纪60年代研究的三向车削测力仪。
该测力仪变形元件为四个水平方向的半八角形,可以测得Fx,,Fy,Fz三个方向的力,被国内很多单位采用。
图4,18
由图可见,连成相应的电桥,可以测得Fx,,Fy,Fz三方向的力,并用电补偿法消除各分力的相互干扰。
但是这种八角环测力仪存在一个缺点,主要是在z方向上刚度较低,切削用量较大时易引起振动。
而哈尔滨工业大学研制的平行八角环三向车削测力仪,这种测力仪采用了八角环端面贴片测横向力的新方法,使平行八角环可测三向力,主切削力作用八角环刚度最高的受压方向,故测力仪刚度较高,切削时不易振动。
测力仪基本结构如图4.19所示。
图4,19
测主切削力Fz是测八角环受压之力,用四片电阻应变片(R1-R4)贴在对角的两个半环中间,R1和R3受拉,R2和R4受压。
测进给力Fx,是测八角环所受的切向力,用四片电阻应变片(R5-R8)贴在八角环外上斜表面上,R7和R8受拉,R5和R6受压。
测径向力Fy,采用八片电阻应变片(R9-R16)贴在前八角环的前端面和后环的后端面,各分力互不干扰。
电阻应变片的布片形式及相应的电桥电路如图4.19所示。
4,4,2钻削测力仪
图4,20为薄壁圆筒式两向钻削测力仪,可测轴向力和钻削扭矩。
电阻应变片布片方式如图4,20所示。
图4,20
对于桁架立式变形筋钻削测力仪,可测轴向力Fz和相互垂直的水平分力Fx,和Fy。
钻削时候不仅有垂直力和扭矩,而且有径向力。
径向力在钻削时的方向和大小是变化的。
测出相互垂直的两个水平分力,可组合得到瞬时的径向力数值和方向。
电阻应变片的粘贴位置和电桥连接电路如图4.21所示。
图4.21
4,4,3铣削测力仪
铣削时作用在工件和铣刀上的切削力大小和方向在切削过程中是变化的,因此要求测出铣削扭矩MK进给分力Fx,垂直分力Fz和横向分力Fy并要求测力结果不受作用点位置变化的影响。
要测上述四个力的参数,需要制造三向测力仪和装在机床立轴上的测扭矩刀杆。
采用组合八角环测力仪可以增加稳定性而不降低灵敏度,并且可以应用于不同场合的测力仪。
图4.22(a)所示是一种八角环式三向铣削测力台,可以同时测量四个切削分力;两个水平方向的分力垂直力和围绕垂直轴作用的扭矩。
每个八角环可以测量两向分力,由于四个环是相互垂直放置,故可测垂直分力和两个相互垂直的水平分力。
用电补偿原理消除各分力的相互干扰和力作用点位置改变的影响。
这种测力台也可用于钻削和刨削,被称为万能测力仪。
这种测力仪主要缺点为不是整体结构,八角环和上下底板连接刚度不够,应徐昂测力仪刚度。
为提高测力仪的刚度,有人讲上述测力台改成整体结构如图4.22(b)所示。
上述两种铣削测力台都存在着自身的不足,从而设计出直筋式三向测力台(见图4,23),这种测力仪为整体结构,由两端支架固定在工作台上,采用电补偿原理消除各分力相互干扰和切削力作用点位置改变的影响,测力仪刚度高性能良好,适用于进给力较大的卧铣使用。
图4.24介绍的是一种旋转式铣削测力仪,主要包括:
刀柄,力(扭矩)传感器,松耦合感应电源,信号调理及调制器,无线信号发射/接收器。
图4,24
将旋转式铣削测力仪上集成了感应电源和控制电路的测力刀柄安装在铣刀主轴上,当刀具切削加工工件时,刀具所受的切削扭矩和切削力作用在
刀柄弹性元件上使之产生弹性变形。
贴在敏感元件上的应变片感受到变形使测量电桥输出微弱的电压值,这个电压值经过调理放大和转换后成为数字信号,然后由处理器将信号编码通过无线射频芯片将信号发射出去,地面接收端将受到信号后,解码后传输给计算机进行存储后将信号发射出去,地面接收端受到信号后进行处理分析,旋转测力仪既可以采集加工过程中的铣刀切削力也可以采集机床振动信号。
4.4.4磨削测力仪
一般分为两种,一种是外圆磨床使用的测力仪,这种测力仪用一对测力顶尖,原理如图4..25所示。
可以测得磨削时的径向力和切向力。
另一种是平磨时使用的测力仪,可以测得平磨时的垂直力和切向力。
4.4.5滚齿测力仪
滚齿测力仪是一种可以测量滚削齿轮时的三向测力仪,应变片(R1-R4)贴在刀杆上,导线用激流环引出,可测Fz引起的刀杆扭矩,应变片应变片(R5-R8)可测径向力,应变片(R9-R16)可测进给力引起的工件轴扭矩,如图4.27所示。
4.5压电晶体测力仪
4,5,1石英晶体的压电效应
晶体由于机械力的作用,而激起晶体表面电荷的现象,称为“压电效应”。
压电材料可分为铁电晶体与压电晶体两大类。
石英晶体是一种各向异性的单晶体,有左旋和右旋两种,均可作为压电晶体。
石英晶体的外形呈六棱柱状,理想晶体形状如图4.28所示。
其坐标轴如图所示,x轴—电轴,y轴—机械轴,z轴—光轴,可根据需要将石英晶体切成不同方向和不同尺寸的晶体,作为力电转换元件的石英晶体,主要是低温型的α石英,当温度达到573℃时,即转化为高温型β石英,即失去压电性能,
具有压电效应的晶体很多,在测力仪中用作力传感器的,现在只有石英晶体。
石英晶体不用人工极化,没有热释电效应,具有较高的力电转换效率和转换精度,线性范围宽,重复性精度高滞后效小。
一个最突出的特点是石英晶体具有十分优秀的动态品质,自振频率高,更为可贵的是振频稳定性非常良好,从稳定性方面考虑,至今没有其他材料比得上石英。
正因如此,石英晶体对准静态和动态力检测是十分理想的传感元件。
石英晶体之所以具有压电效应,是与晶体内部结构有关,将组成α石英晶体(SiO2)的硅离子和氧离子垂直于晶体z轴的xy平面上投影,并等效为正六边形排列。
图4.30为石英晶体压电机理示意图,当晶体为受力作用时,正负离子正好分布在正六边形的角顶上,形成三个互成夹角120°电偶极矩P1,P2,P3,如图4.30(a)所示。
此时正负电荷中心重合,电偶极矩的矢量和等于零,即此时晶体表面没有带电现象。
图4,30
但当晶体受到沿x方向的压力Fx作用时,晶体受到压缩而产生形变,正负离子的相对位置也随之发生变化,此时正负电荷中心不再重合,电偶极矩在x方向的分量为:
(P1+P2+P3)>0
在y与z方向的分量为:
(P1+P2+P3)y=0
(P1+P2+P3)z=0
由上式可以看出,在x轴正向出现正电荷:
在y方向则不出现电荷。
当晶体受到沿x方向的拉力作用时,其变化情况如图4.30(c)所示。
此时,电偶极矩三个分量为:
P1+P2+P3)x<0
(P1+P2+P3)y=0
(P1+P2+P3)z=0
由上式可以看出,在x轴正向出现正电荷:
在y方向则不出现电荷。
在x轴方向上施加拉力和压力产生的压电效应称为纵向压电效应,此外,在y方向施加压力和拉力,使晶体沿y方向作拉压变形,产生横向压电效应。
施加切向力,使晶体的z即(xy)面,作剪切变形,产生切向压电效应,如图4.31所示。
在z轴方向上加外力时,由于正负离子位置保持不变,(P1,P2,P3)=0,所以不产生任何方向上的压电效应。
图4,31压电效应类型
石英晶体片因切片方向的不同有不同方向的压电效应,如图4.32所示。
垂直于x轴切成晶片仅对垂直于晶片的力敏感,产生电荷,而对切向力不敏感。
垂直于y轴切成晶片对切向力敏感,产生电荷,而对垂直力不敏感,因此通过使用不同的晶片组合可以达到测量多向力的目的。
石英晶体的这种压电效应对它用于测多向力的测力仪较为重要。
4.5.2压电晶体传感器
压电式测力传感器作为压电测力系统的核心元件,利用压电元件直接实现力—电转换,在拉和压场合,通常较多采用双片或多片石英晶片作为压电元件。
它刚度大,测量范围宽,线性及稳定性高,动态特性好。
当采用大时间常数的电荷放大器时,可测量准静态力。
按测力状态分有单向,双向和三向传感器,他们在结构上基本一样,如图4.33所示。
图4.33.
单向力传感器的结构如图4.33(a)所示,为原片形或圆环形,用两个X0°晶片,表面镀银,极性相反安装,中间为一金属电机,晶体另一面和不锈钢外壳接触,为另一电极。
上盖为传力元件,其弹性变形部分的厚度较薄,一般为0.1-0.5mm,由测力范围决定。
聚四氟乙烯绝缘套用来绝缘和定位。
双向和三向力传感器原理与单向力传感器类似,结构如图4.33(b)和(c)所示。
其中三向力传感器将分别用于测三个分力的单元晶体组形成一个组合晶体。
压电晶体三向力传感器为方形带内孔,用一组X0°晶片测量垂直力Fx,两组Y0°晶片使其切向力敏感方向互相垂直放置,测量相互垂直的两切向力。
在三向力传感器组合晶组的组装过程中,须将分别用于测量Fx,Fy,Fz力的两切向单元晶组的最大灵敏度轴成90°放置,这样才能使传感器各向间横向干扰理论上为零。
由于压电传感器良好的特性,已经有众多产品可供选择,商用垫圈式压电传感器如图4.34所示。
图4.34
压电式传感器具有以下特点:
静态特性好,动态特性好,稳定性好及使用性能好。
缺点:
不适于测量长时间作用的静态力,在静态和准静态测量中对环境湿度等要求较严格。
4.5.3压电传感器测力仪的设计
压电传感器测力仪的设计一般包括以下步骤:
i.传感器晶组的设计
(1)石英晶组的选择对石英晶组的主要要求是信号转换的效率最高且横向干扰最小,一般采用同一切型的两片晶片构成一个单元晶组,
(2)晶片尺寸的计算力电转换的石英晶体为了便于安装大多数采用正方形的形状,对于三向压电晶体测力仪的压电石英晶片,为了在扭矩测量中更有效的传递扭矩,并防止界面翘曲,通常采用中心螺孔穿过石英晶组加紧预紧力。
晶片结构如图4.35所示。
在实际应用中,外边长和内圆半径是晶片的面积参数,它们的大小主要取决于测力仪所要求的最大承载能力,一般可以粗略地按如下公式确定:
式中σp为石英晶片的抗压强度极限,ε为过载系数,Fm为直接作用在测力仪承载面上的最大被测载荷或其当量载荷;△为有效承载能力的损失,Fp为测力仪的预载。
2壳体结构的设计
壳体结构的设计根据具体的测力需求进行,一般性原则如下。
(1)结构刚性:
为了满足动态力测试需要,三向压电钻削测力仪的刚性一定要好,而且各向刚性最好相近,构成零件数和结合面数越少越好,在满足刚度要求下,构件越轻越好,最好是整体结构。
(2)结构对称性:
为了测力仪的向间干扰,除要求选用横向干扰小的测量晶组外,测力仪的变形构件结构相对于测量晶组的坐标轴必须严格对称,、。
(3)结构工艺性:
测力仪结构设计必须便于加工,便于测量晶组的安装、定位、调整、维护和维修,特别是与晶片接触表面,一般都必须经过刮研与研磨,工艺性要好,这样才容易保证接触表面的质量要求。
(4)结构稳定性:
测力仪应该不因外界环境的干扰而测力仪的预紧力以及晶组接触面的应力分布发生变化,首先测力仪的材料应稳定,受热变形要小,其次结构要合理。
以三向压电钻削测力仪为例,对其壳体结构的设计进行说明。
三向压电钻削测力仪在设计中采用弹性性能好、滞后小的弹性合金来制造,可采用1Cr18Ni9T这种材料。
在其他条件不变的情况下,保证和提高测量晶组的灵敏度是测力仪结构设计的关键。
测力仪的受力变形膜是弹性元件,因此测力仪的力学模型可简化为并联弹簧的形式,如图4.36所示。
图中:
式中Fc为作用在测力仪承载面上的被测外力;Ft为消耗在外壳弹性膜变形上的力,其变形量为△lt;Fj为通过承载面作用在晶组上的力,其变形量为△lj。
作用在测力仪壳体内晶组上的力并不是被测力Fc的全部,消耗在弹性变形环节上的Ft并不参加力电转换,Ft越大则Fj越小,测力仪的灵敏度越小。
图4,36
为了保证和达到提高灵敏度的要求,就应使测力仪的实际灵敏度尽量接近晶组的灵敏度,以得到尽可能高的转换效率,那么测力仪壳体变形环节的设计必须使Fj尽量大,Ft尽量小。
由于力的分配比等于其刚度之比,即
式中,Kj为测量晶组之间的等效刚度;Kt壳体弹性变形的刚度。
只有当Kt远远小于Kj时,才能使Fc=Fj。
因此,考虑测力仪的量程,在满足工艺条件的情况下,应尽量减薄弹性变形环节的厚度,其中包括上盖与下座的内与外环弹性膜及壳体柱面与上盖下座结合处的弹性壁,其目的是使Kt尽量减小。
在结构允许、固有频率满足要求的前提下,可适当加宽上、下底弹性膜的宽度。
测力仪壳体的设计应使横向干扰小,线性度高。
这就要求在同一承面上,结构设计必须使外环变形膜与内环变形膜具有相同的刚度;要求每一个变形膜的宽度在其整个圆周上相等,且厚度一致;壳体的封口柱面与其上下底面严格垂直,上盖与底座的所有平面都应分别严格平行。
此外,壳体部分的密封应该可靠,结构要合理,造型要美观和大方。
典型的三向压电钻削测力仪壳体结构如图4,37所示。
图4,37
3测力仪扭矩量程的计算
若测力仪轴向施加上一定的预紧力Fm,则在扭矩测量晶组的组合端面上便产生了一定的摩擦力,可求得摩擦力大小为
式中,f为石英与金属的摩擦系数,为0.1。
摩擦力乘以摩擦半径得到摩擦力矩Mf,若忽略壳体弹性变形的情况下,Mf和所受的检测力矩Mt是相等的,当N已知时,σ=Fm/A,将晶面采用微元面积积分的方法,如图4.38所示。
在此微元积分面元的扭矩dMf为
然后在整个面积上积分,获得检测力矩Mt:
4测力仪灵敏度的计算
灵敏度指输入信号和输出信号的比值。
三向压电测力仪的灵敏度分为扭转灵敏度、轴向灵敏度和径向灵敏度。
扭转灵敏度计算方法:
扭转效应锁山省的电荷量的总量=电荷放大器前端的总电量。
在测力仪的使用中,Q是一个和Mt成正比的式子,可以得出
S=Q/Mt
轴向和径向灵敏度的计算方法与扭转灵敏度的计算方法类似。
S=Q/F
4.5.4压电测力仪的使用
1.压电传感器测试系统
压电传感器输出的电荷,经电荷放大器及峰值电压表,接入到电子示波器显示或光线示波器记录们现在国内与压电式测力仪配套使用的电荷放大器等已得到解决,有标准产品,为使用压电式测力仪提供了条件。
典型的压电式传感器测试系统如图4.39所示。
图4,39
压电式测力仪的自振频率高,动态特性好,在测动态力时优点很明显,但价格昂贵,使用维护要求很严格,适合在要求较高的科研实验室中使用。
2.常见压电传感器测力仪结构
图4,40所示为使用单向压电传感器的单向车削测力仪。
结构为悬臂刀杆式。
可以测量主切削力FZ
图4.41(a)为两个单向压电传感器双向测力刀杆,可以测量Fz和FY两向切削力。
图4.41(b)为使用三向传感器的测力仪。
可测量三向切削力,这种结构也用于制作三向铣削测力台,这种测力仪经实际使用性能良好。
图4.41
图4.42是使用压电传感器的钻削测力仪,它用四个压电传感器,可以测量钻削时的三向切削力和扭矩。
图4,42
3.Kistler测力仪
瑞士Kistler测力仪公司成立于1957年,是世界著名的压电传感器制造商。
其测力系统具有优异的性能,在切削力测量领域得到了广泛使用,尤其在高速切磨削力的测试中。
Kistler公司与1969年退出了世界上第一个商用石英三向力传感器,1993年推出了世界上第一台旋转式石英测力仪。
Kistler测力仪具有以下特点:
(1)灵敏性极强,但要注意防止负荷较大。
(2)测量范围广,一个测力台能够测量人的心率和弹跳力;
(3)固有频率高,可以测量很高的动态力:
(4)使用安全稳定,而且寿命长
(5)不需要进行参数的重新标定;
(6)有着很好的可信度和准确性
图4.43(a)为kistler商用台式切削测力仪,第一款为通用台式切削测力仪可测量Fx,,Fy,Fz三方向的切削力,第二款为六分量切削力测力仪,可测量Fx,,Fy,Fz和Mx,,My,Mz六分量的切削力。
图4.43(b)为旋转式高速铣削测力仪,可测量Fx,,Fy,Fz和Mz四个分量的切削力。
Kistler公司同样提供了成套的测力系统,可以方便地进行切削力的测量、记录和分析。
整套系统由测力仪、连接电缆、电荷放大器、数据采集系统、数据记录和分析软件组成,如图4.44所示。
图4,44
4.6测力仪的标定
测力仪的标定即通过一定的方式找出作用于测力仪上的力与输出电信号之间的关系。
用各种测力仪直接得到的读数是机械量或电量,要经过进一步折算后才能知道切削力的大小,为此要进行测力仪的标定,标定的准确与否将直接影响测量结果的准确性和可靠性。
通常动态测力仪必须进行静态与动态标定。
4,6,1静态标定
1目的
静态标定的目的是得到能提供下列信息的几根标定曲线:
静刚度,灵敏度,交叉灵敏度。
精度,线性,回差,温度的影响,与加力点位置的关系。
刚度是测力仪最重要的性质,测力仪有足够的刚度是指刀具在负荷作用下的位移在所有三个方向都应很小。
当测试装置的输入x有一增量△x,引起输出y发生相应的变化△y时,则定义:
S=△y/△x为改测试系统的灵敏度。
线性装置的灵敏度S为常数,是输入-输出关系直线的斜率,斜率越大,其灵敏度就越高i,非线性装置的灵敏度S是一个变量,即x-y关系曲线的斜率,输入量不同,灵敏度就不同,通常用拟合直线的斜率表示装置的平均灵敏度。
灵敏度的量纲由输入和输出的量纲决定。
应该注意的是装置的灵敏度越高,就越容易受外界干扰的影响,即装置的稳定性越差。
由交叉灵敏度所引起的误差就是:
在某一方向j上加一个负荷Fai后引起在吹之一j的另一方向i上有关里的读数Fmi与该方向上所加的力Fai之差值Eij,即
交叉灵敏度即相互干扰用百分数来表示:
限制交叉灵敏度的办法是精心设计、精确加工和精细装配。
如果在合理的精度范围内交叉灵敏度可认为是常数,则可用图4.45所示电子线路补偿。
图4.45
2.加载方法
获得标定曲线既可以用逐步加载法,也可以用连续加载法。
使用力传感器标定的布置示意图如图4.46所示。
加载时应注意:
(1)加载时的力作用点的位置正好在刀尖位置,标定后再试验力作用点偏移5mm,输出读书误差不超过5%;
(2)加载力的作用线方向应准确,如力作用方向偏4′,输出读数的误差将为0.1%
(3)标定铣削测力台时,应在工作台面有效面积各处加载,读数误差应小于5%;
图4/46
(4)标定后应计算出各力的灵敏度,即每加载10N力时输出的应变数,计算出各分力互相干扰的百分数,相互干扰不应超过4%-5%。
(5)用液压系统或螺旋经过力传感器施加负荷F,力传感器的输出为E,测力仪的输出是Si(Sx,Sy,Sz)这样就可以用相同的方法非常迅速的求得Si相对于Fi(或Ei)的标定曲线,同样也很容易求得Si-Fi相对于Fi的曲线,以表示非线性和回差,如图4.47所示。
图4.47
3.静态标定系统
静态标定装置利用测力计给测力仪施加标准力。
测力仪的输出信号经过电桥盒进入电阻应变仪,其输出的模拟量经过A/D转换送给计算机内存单元,经计算机处理后,在显示屏上显示力与电压值之间的关系曲线,静定标定装置如图4.48所示,标定步骤如图4,49所示。
4.6.2动态标定
所谓动态标定,就是在频率域中对测力仪的幅值和相位输出进行标定,测力仪的动态标定方框图如图4,50所示。
动态标定的目的在于测力前就知道测力仪在不同频率下的幅相误差,以便在处理实际的测力数据时能够进行误差修正从而提高了测力数据的准确性。
测力仪的动态标定的目的在意获得第一固有频率、频率特性和频率响应曲线,从而确定测力仪的工作频率范围和动态品质。
可以通过敲击法、激振法以获得第一固有频率。
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- 关 键 词:
- 切削力 测量