压电传感器的应用_双向力传感器

3)双向力传感器

双向力传感器基本用于测量垂直分力下,与切向分力F_x或F_y,以及测量互相垂直的两个切向分力,即F_x和F_y。无论哪一种测量，传感器的结构形式想式。图10-15所示为双向压电石英晶片的力传感器的结构。

图中两组石英晶片分别测量两个分力:下面一组采用xy(x0℃ )切型,通过 d₁₁实现力-电转换,测量 轴向力Fz;上面一组采用xy(x0℃ )切型,晶片的厚度方向为y 轴方向,在平行于x轴剪切应力σ6(在xy平面内)的作用下,产生厚度剪切变形。所谓厚度剪切变形是指晶体受剪切应力的面与产生电荷的面不共面 ,如图10 - 15(b)所示。这一组石英晶体通过 d₂₆实现力-电转换来测量 Fy。

4)三向力传感器

图10-16(a)为YDS- III 79B型压电式三向力传感器结构。压电组件为三组双晶片石英叠成并联方式。它可以用来测量空间任一个或三个方向的力。三组石英唱片的输出极性相同。其中一组取xy(即x 0℃)切型晶片,利用厚度压缩纵向压电效应d来实现力一电转换，测量主轴切削力Fz;另外两组采用厚度前切变形的yx(即y 0℃)切型晶片。利用剪切压电系数d₂₆来分别测量 Fy和Fx,如图10 - 16(c)所示。由于Fy和Fx正交,因此,这两组晶片安装时应使其最大灵敏轴分别取向x和y方向。