1绪论
1.1课题来源及研究意义
1.1.1 测力仪，又叫测力计，分为数字式测力仪和机械式测力仪（指针式）两种。数字测试仪，采用超大显示屏可精确的现实测量所得到的最大信息量；当前值，最大值，最小值等，同事还可以用进度条的形式标示测试力是否接近了最大量程。如需有，可利用背光使读数变得可加方便、舒适。
测力仪的应用范围很广，可测拉力和压力。本文来自辣/文(论"文?网，
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电气：、线端测试、开关力测力、螺丝扭力测试、剥落力测试、断路器测试、扳手力测试、接触开关测试等等
包装：剥离力、瓶盖开启、瓶盖扭力测试、压盖机控制测试、薄膜孔、负载测试等
汽车工业：操作力测试、装配力测试、减震试验、螺丝扭力等
食品加工：水果硬度、粘贴强度、开瓶力，剥离力，垂直压力，品质检测
医疗：物理疗法中的测力，假肢矫正，注射器测试，缝合线测试，划力测试。
1.2 切削力是切削过程中产生的重要物理现象之一，切削力的大小与工件材料和切削用量有关。它直接影响工艺系统的变形、切削温度、刀具磨损及功率消耗。因此精确地测量切削力对于选择理想的切削参数及合理的切削力是重要的。 车削力测量是研究和优化切削参数、改善和提高切削水平的重要途径和手段，同时它也是大学机械制造课程的重要实验项目。目前的一些切削力测量结果还是通过示波器显示或坐标纸画出，不够准确和直观，而随着计算机和数字化的发展，这些检测装置和实验系统亟待改进。
1.2课题研究的背景
1.2.2 压电车削测力仪的类型
切削力测量中所用的测力仪主要有机械测力仪、油压测力仪、电感测力仪、电容式测力仪、电阻应变式测力仪，以及压电式测力仪等。进入20世纪80年代后，许多学者开始利用比较成熟的压电式切削测力仪进行实验和研究工作。
纵观国内外技术发展现状，根据车削测力仪的结构和工作原理的不同，大致可以分为测力平台和刀杆式两大类别。
1.2.3 压电传感器综述
以压电石英为力敏感元件的切削测力仪，远在第二次世界大战前就出现了，由于没有很好的解决静电荷的泄漏问题，只能测量动态力和准静态力，缺乏广泛的实用价值嘲。从1880年居里兄弟(Pierre Cure and Jacques Cure)发现石英晶体压电效应开始，迄今已有120年历史，在二战期间，由于军事的需要，在理论与应用研究方面才有了飞跃发展。此后，逐渐形成压电测试技术学科。只有当高阻抗电荷放大器出现、解决了电荷泄露问题之后，才使压电测试有了新的突破。使可测参量的频率覆盖空前扩大，从静态到动态、从低频到高频均可适用。由于近代物理学、晶体物理学、电介质物理学、实验物理学和材料科学等的发展和工程实际的需要，压电效应的理论研究也开始由宏观向微观、从一次效应向多次感生效应、从线性极化向非线性极化方向发展。1963年德国阿亨工业大学首先研制成功采用三向压电石英力传感器的三向车削测力仪，此后瑞士苏黎士联邦工业大学与瑞士Kistler公司协作研发出切削测力仪的系列产品，并且很快产业俗产品畅销世界各地。但是，目前理论研究的进展还是比较缓慢的，还不能完全满足侧弋工程实际需要。如压电微观机理、机电祸合与解祸、机电祸合与电磁祸合的相似性、传感器与执行器的结构集成与信息集成等等都是急待解决的理论与实践问题。
我国的压电切削测力仪研发始于70年代中期，1977年大连工学院为完成国防化爆材料切削力实时监控科研任务(国家计委(计军)78.4号文件)，首先开始了压电式动态切削测力仪的研制，1979年研制成功我国第一台YDC--178型压电动态切削测力仪和其监控系统，并装入02单位化爆材料切削试验现场使用，为安全切削提供了有力的监控手段，从此再未发生过重大的恶性爆炸事故。为此曾获国防科委重大科技成果奖，辽宁省科技进步一等奖，国家科委优秀新产品飞龙奖等多项奖励。以此为契机，二十多年来根据国内外科技市场的需求，先后研发出压电式单向、双向、三向压电传感器和切削测力仪，包括车、铣、刨、钻、磨等系列产品。不但研发出用于普通机床上的测力仪，而且研发出适用于数控车床、加工中心等自动化程度较高机床上的测力仪：不但研发出测力仪本体，而且研发出整个测力系统的软件与硬件，使压电测力系统便于与计算机接口，借助计算机进行测试、分析与监控。
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