平板式壓電六維力傳感器靜-動(dòng)態(tài)標(biāo)定的虛擬儀器系統(tǒng)研究.pdf

1、六維力傳感器能夠測量三維空間的力和力矩,隨著傳感技術(shù)的不斷發(fā)展,六維力傳感器已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)與國防科技等多個(gè)領(lǐng)域。六維力傳感器在使用前需要進(jìn)行標(biāo)定,隨著傳感器標(biāo)定對(duì)數(shù)據(jù)采集和信號(hào)處理的要求不斷提高,研究基于虛擬儀器的靜動(dòng)態(tài)標(biāo)定系統(tǒng),對(duì)提高六維力傳感器的標(biāo)定效率和精度,實(shí)現(xiàn)傳感器的標(biāo)定自動(dòng)化都具有重要意義。
　　本文研究了一種平板式壓電六維力傳感器的靜動(dòng)態(tài)標(biāo)定方法,設(shè)計(jì)了基于虛擬儀器的靜動(dòng)態(tài)標(biāo)定軟件,能夠采集處理標(biāo)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),獲

2、得六維力傳感器的靜動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。
　　本文主要的研究工作包括:
　?、俳榻B了一種新型結(jié)構(gòu)的壓電六維力傳感器,并分析了該傳感器的測量原理。
　?、谘芯苛似桨迨綁弘娏S力傳感器的靜動(dòng)態(tài)標(biāo)定方法,對(duì)傳感器六個(gè)方向施加線性無關(guān)的作用力進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定,采用最小二乘法計(jì)算傳感器的標(biāo)定矩陣及其它靜態(tài)性能指標(biāo);利用階躍響應(yīng)法對(duì)傳感器進(jìn)行動(dòng)態(tài)標(biāo)定,采用系統(tǒng)辨識(shí)法求取傳感器的動(dòng)態(tài)差分方程數(shù)學(xué)模型,并由獲得的數(shù)學(xué)模型計(jì)算傳感器的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。

3、
　?、墼谔摂M儀器平臺(tái)下,采用LabVIEW和MATLAB混合編程,設(shè)計(jì)了六維力傳感器的靜動(dòng)態(tài)標(biāo)定軟件,能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和信號(hào)分析,獲得六維力傳感器的靜動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。
　?、艽罱S力傳感器的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)平臺(tái),測試了標(biāo)定軟件的程序功能,處理結(jié)果達(dá)到預(yù)期目的。最后分析了標(biāo)定系統(tǒng)的誤差。
　　本文設(shè)計(jì)的基于虛擬儀器的標(biāo)定系統(tǒng)能夠?qū)σ环N平板式壓電六維力傳感器進(jìn)行靜動(dòng)態(tài)標(biāo)定,具有實(shí)用性強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)。標(biāo)定軟件可靈活修改,用于多種