壓電傳感器的應用_雙向力傳感器

3)雙向力傳感器

雙向力傳感器基本用于測量垂直分力下,與切向分力F_x或F_y,以及測量互相垂直的兩個切向分力,即F_x和F_y。無論哪一種測量，傳感器的結構形式想式。圖10-15所示為雙向壓電石英晶片的力傳感器的結構。

圖中兩組石英晶片分別測量兩個分力:下面一組采用xy(x0℃ )切型,通過 d₁₁實現力-電轉換,測量 軸向力Fz;上面一組采用xy(x0℃ )切型,晶片的厚度方向為y 軸方向,在平行于x軸剪切應力σ6(在xy平面內)的作用下,產生厚度剪切變形。所謂厚度剪切變形是指晶體受剪切應力的面與產生電荷的面不共面 ,如圖10 - 15(b)所示。這一組石英晶體通過 d₂₆實現力-電轉換來測量 Fy。

4)三向力傳感器

圖10-16(a)為YDS- III 79B型壓電式三向力傳感器結構。壓電組件為三組雙晶片石英疊成并聯方式。它可以用來測量空間任一個或三個方向的力。三組石英唱片的輸出極性相同。其中一組取xy(即x 0℃)切型晶片,利用厚度壓縮縱向壓電效應d來實現力一電轉換，測量主軸切削力Fz;另外兩組采用厚度前切變形的yx(即y 0℃)切型晶片。利用剪切壓電系數d₂₆來分別測量 Fy和Fx,如圖10 - 16(c)所示。由于Fy和Fx正交,因此,這兩組晶片安裝時應使其最大靈敏軸分別取向x和y方向。