壓電傳感器的應(yīng)用_雙向力傳感器

3)雙向力傳感器

雙向力傳感器基本用于測(cè)量垂直分力下,與切向分力F_x或F_y,以及測(cè)量互相垂直的兩個(gè)切向分力,即F_x和F_y。無(wú)論哪一種測(cè)量，傳感器的結(jié)構(gòu)形式想式。圖10-15所示為雙向壓電石英晶片的力傳感器的結(jié)構(gòu)。

圖中兩組石英晶片分別測(cè)量?jī)蓚€(gè)分力:下面一組采用xy(x0℃ )切型,通過(guò) d₁₁實(shí)現(xiàn)力-電轉(zhuǎn)換,測(cè)量 軸向力Fz;上面一組采用xy(x0℃ )切型,晶片的厚度方向?yàn)閥 軸方向,在平行于x軸剪切應(yīng)力σ6(在xy平面內(nèi))的作用下,產(chǎn)生厚度剪切變形。所謂厚度剪切變形是指晶體受剪切應(yīng)力的面與產(chǎn)生電荷的面不共面 ,如圖10 - 15(b)所示。這一組石英晶體通過(guò) d₂₆實(shí)現(xiàn)力-電轉(zhuǎn)換來(lái)測(cè)量 Fy。

4)三向力傳感器

圖10-16(a)為YDS- III 79B型壓電式三向力傳感器結(jié)構(gòu)。壓電組件為三組雙晶片石英疊成并聯(lián)方式。它可以用來(lái)測(cè)量空間任一個(gè)或三個(gè)方向的力。三組石英唱片的輸出極性相同。其中一組取xy(即x 0℃)切型晶片,利用厚度壓縮縱向壓電效應(yīng)d來(lái)實(shí)現(xiàn)力一電轉(zhuǎn)換，測(cè)量主軸切削力Fz;另外兩組采用厚度前切變形的yx(即y 0℃)切型晶片。利用剪切壓電系數(shù)d₂₆來(lái)分別測(cè)量 Fy和Fx,如圖10 - 16(c)所示。由于Fy和Fx正交,因此,這兩組晶片安裝時(shí)應(yīng)使其最大靈敏軸分別取向x和y方向。