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1.3.2 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。
1.3.3 压电式传感器综述
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。
利用压电正逆效应做成的传感器与执行器进行测试与控制是现代测控技术的重要手段与发展方向之一。大连理工大学经过多年的研究与开发，在压电效应的理论研究方面取得一定进展，发现并证实了石英晶体切向灵敏度分布规律，并应用在多向力传感器的组装上，使该类传感器精度显著提高：发现并证实了石英晶体也存在扭转效应，在扭转效应中存在着非线性极化问题；在三种能量物性效应基础上建立了四种与751种能量问物性效应新模型；用解析与实验法证实了压电二次感生效应的存在，并提出压电多次感生效应概念；论证了机电祸合与电磁藕合的相似性等。先后研制成功单向、双向、三向压电石英力传感器、三向压阻式加速度计等多种传感器和车削、铣(刨)削、钻削、磨削等压电切削测力仪；研制出多种压电叠堆式与压电双晶式执行器。
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