压电式测力仪,从动力学观点可以把它视为单质点振动系统,是由一个质量m,弹簧K和阻尼器c组成的等效系统,如图2所示基本模型,其上作用着按正弦函数变化的切削力。
F(t)=F0sinwt (1)
式中F0为切削力的幅值,N,w为切削力变动角频率,rad/s。
此时,作用在模型上的力的平衡方程式为
(2)
式中m为等效质量;c为弹性系数。
图4 测力仪的等效模型
切削力的幅值与其他各力的幅值的关系为
(3)
式中kXo为弹性力幅值;cwXo为阻尼力幅值;mw2Xo为惯
性力幅值。
从相位误差和幅值误差对频率w的函数关系可见:只有在测量中的频率远低于测力仪固有频率时,计算结果才是较精确的,这也就是测力仪固有频率要尽量高的原因,若要精确测力,必须通过矢量合成求切削力,或者使测力仪阻尼增大。根据以上分析,切削测力仪在灵敏度允许的情况下,固有频率w0 越高越好。[11]
2.6测试技术的意义及作用
人类在观察和研究自然界的各种现象时,需要借助一定的一起或仪表组成检测系统。检测系统是人类感官及其重要的扩展和延伸,而自动化测试技术也已称为自动化科学技术的一个重要分学科,它是在一起仪表的使用、研制、生产的基础上发展起来的一门综合性技术学科。测量和检测问题广泛地存在于各行各业,存在于生产、生活等领域,俄日而且随着生产力水平与人类生活水平的不断提高,对测量和检测问题提出了越来越高的要求,除了要求能准确、迅速、可靠地完成检测任务之外,还能求能实现自动,智能化的检测,即如何使用各种先进技术、现代化的检测工具和手段来组建先进的自动检测系统。随着微型计算机技术的迅速发展及普及,测试技术发生了深刻的变革,目前已进入了智能传感器、智能仪表和智能测试系统阶段,因此,自动化智能测试已越来越显示出它的重要性。
在机械工程研究领域中,产品的设计及开发、产品质量控制、机械性能试验、生产线的自动化级智能化、机电设备状态监测、故障诊断等许多研究都要以先进的测试技术为技术支撑。在机械工程技术中广泛应用的自动空盒子技术也和测试技术有着密切的关系,测试装置是自动控制系统中的感觉器官和信息来源,对确保自动化系统的正常运行起着重要作用。测试技术的先进程度已成为一个地区乃至一个国家科技发达程度的重要标志之一,更是一个国家参与国际市场竞争的意向重要基础技术。可以肯定,测试技术的社会作用及地位在今后蒋更加重要和突出。[7]
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