三向力传感器标定的计算.pdf

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1、第27卷第9期传感技术学报2014年9月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSTheCalculationMethodofThree·WayForceSensorCalibrationX／Benqiang，HEYi(SchoolofMechanicalEngineering，LNTU，FuxinLiaoning123000，China)Abstract：Thispaperestablishedthethreewayforcesensor’Sgeneralmathematicalmodelfromtheabstractthreeinputandthreeout

2、putmathematicalmodel，thenunfoldthemodelasafirst—orderTaylor．seriesandignoredtheerrortermlikeLagrangeremainder，finallygetthethree—wayforcesensor’scanonicalequationswhichusedtocalculatedlinearc01ibra—tion．Taketheone—wayrepeatedloadinginthreedirectionsrespectively，andusedtheleastsquaremethodtofittheo

3、utputdatacorrespondingtotheload，aftercomparingthefittingresMtwiththeoriginalcanonicalequationscandetermineitscoemdentmatrix．finallyderivedthecalibrationalgorithm．Justassumedthethreestrainbeamofsensorsisorthogonalduringthederivingofthisalgorithm，andconsideringthethree—deformationcouplingrelationshi

4、patthesametime，havenotlimitedthespecificstructureofsensor．SOthisalgorithmcanbeusedindifferentstructure’Ssensor．Thisalgorithmprovidesanewtrainofthoughtandresearchmethodsforthecalibrationofmulti-directionalcouplingtypesensor．Keywords：Three-wayforcesensor；algorithm；calibration；model；coeficientmatrixE

5、EACC：7230；7130doi：10．3969／j．issn．1004-1699．2014．09．007三向力传感器标定的计算席本强，何毅(辽宁工程技术大学机械工程学院，辽宁阜新123000)摘要：从抽象的三输入三输出数学模型发，建立三向力传感器的一般数学模型，对该模型进行一阶泰勒展开并将拉格朗El余项作为误差忽略，得到三向力传感器线性标定计算的正则方程组。分别在3个方向采取单向多次加载，通过最小二乘法将输出与载荷对应的数据进行线性拟合，将拟合结果与原正则方程组比对，确定其系数阵，从而得出标定的算法。该标定方法推导中仅假定传感器3个应变梁正交，同时考虑了三向变形耦合关系，而没有限定传感

6、器的具体结构形式，因而该算法对于不同结构的三向力传感器具有一定的通用性。该算法为多向耦合类型传感器的标定提供了新的思路和研究方法。关键词：三向力传感器；算法；标定；模型；系数阵中图分类号：TP212．1文献标识码：A文章编号：1004—1699(2014)09—1187—04三向力传感器的标定工作一直是工程测试中的拟合、二次抛物线拟合、插值法等，但都具有计算误重要环节⋯，传感器的标定是保证试验台正常工作差较大、计算限制条件多等缺点，不能广泛使用。和准确测量的关键，标定的结果直接影响测试结果计算三向力传感器标定的算法大都只考虑单方的精度及可靠性J。因此，通常为了保证传感器测向的变形，并没有考

7、虑三向变形耦合关系。由于变量值的准确传递，需要在其制造、装配完毕后，以及形协调原因，每个单向加载在3个变形梁上都会有经过使用或维修后必须对其设计指标进行标定实应变输出，因而造成了对三向力传感器的标定不够验，使其性能达到指标要求。准确_8J，在三向力传感器的实际应用中就难以会出三向力传感器的标定方法是通过实验将已知的现不必要的损失。为了准确得到三向力传感器的标被测量输入待标定的三向力传感器而得到传感器的定，本文从数学模型的