1.4 新型压电车削测力仪上传感器的载荷分析
测力仪的中心环节是三向测力传感器，但测力仪的各向性能指标又不能由传感器来概括，因此传感器与它和某一结构组成的系统完全就是两个概念，系统既有改善或扩展传感器某些功能的特性，又有使传感器某种性能变差的可能，所以结构设计的任务就是通过对所研究的测试系统和对测试系统的认识，以一定的科学计算和理论分析为依据，最终选择一个合适的结构以及该结构下优化的结构尺寸。
1.4.1 传感器的预载
几乎所有类型的压电力传感器在实用时都必须预载，即在传感器测试前以某种方式对传感器施加一定大小的力，然后将其产生的电荷消除，此时传感器便处在预载状态。预载的母的：（1）消除传感器内外接触表面的间隙，提高测力仪弹性系统的刚度，以便获得好的静，动态特性。（2）通过调整预载的大小，可以调整测力仪或传感器的线性和灵敏度，特别对于安装多个传感器的测力装置，为了使线性良好，灵敏度匹配，通过对不同传感器的预载调节而到要求。（3）对于用来测量拉力，力和扭矩的传感器预载更为重要，因为预载使其获得足够的正压力后才能靠摩擦力传递切向力。
1.4.2预载方式
预载的方式有重力预载和弹力预载，本文设计的测力仪采用的是弹性力预载，所谓弹性力预载是靠预紧结构件的弹性变形力使传感器得到预紧，它的特点是：（1）预紧力随着被预紧的传感器变形而变化，不管这种变化是由什么原因引起的。（2）由于预紧件总是具有一定刚度的弹性体而且与传感器刚醒并联，所以必然产生分载作用，即被测外力不能百分之百的传到传感器上，有一部分消耗在预紧件的弹性变形上。（3）结构紧凑，预紧件质量效果影响小，所以这种预紧方法不仅适于测静态力，而且也适于测动态里。
对于切削测力仪，由于结构上的限制和实用上的要求，一般都采用弹性力预紧的方式，其机构常见有以下几种。
（1）螺钉预紧
这是测力仪上最常用的一种预载方法，其优点上结构比较简单，预紧力施加和调节比较方便，拆装文修也比较容易，同时还可以起到构件的联接与分载作用，是凡采用孔型传感器的测力仪，几乎全都是螺钉预载。
用构件的弹性变形预紧，如图。它是利用弹性环的过盈产生的变形力将放在中间的
传感器夹紧的，这种方法稳定可靠，不会产生松动，但是它的缺点是，预紧力不能微调。
（2）电子束封焊预紧，如图。将石英晶片直接放入晶体盒中，靠上盖的弹性预变性提供
预紧压力，然后用电子束封焊夹紧。该种方法稳定可靠，密封性好，封焊后传感器的性能和抗环境干扰能力强。但电子束封焊成本高，它要求有专用的电子束焊胎等工具，所以该种预紧方式适用于大批量生产。
（3）圆周螺钉预紧，如图。这是传感器最常用的一种预载方法，其优点是结构比较简单，
预紧力施加与调节比较方便，拆装文修也比较容易，同时还能起到构件的连接与分载作用。为了尽可能提高传感器的动态性能和测试精度，同时主要考虑零件加工方便和装配调整预紧力方便，基于压电石英晶片扭转效应的新型扭矩传感器采用圆周螺钉预紧方式。
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