壓電式三向車(chē)削測(cè)力儀是一種用于測(cè)量機(jī)械加工過(guò)程中切削力的高精度儀器。它通過(guò)壓電傳感器將切削力轉(zhuǎn)化為電荷信號(hào),再由信號(hào)處理系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行放大和濾波處理,最終得到切削力的數(shù)值。然而,在實(shí)際使用過(guò)程中,多種因素可能會(huì)影響其測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。以下是一些主要影響因素:
1. 溫度變化:溫度變化是影響壓電式三向車(chē)削測(cè)力儀測(cè)量結(jié)果的重要因素之一。溫度的變化可能會(huì)導(dǎo)致壓電傳感器的靈敏度和輸出信號(hào)的穩(wěn)定性發(fā)生變化,從而影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了減小這種影響,通常需要對(duì)測(cè)試環(huán)境的溫度進(jìn)行控制,并進(jìn)行溫度補(bǔ)償。此外,還可以選擇具有較好溫度穩(wěn)定性的傳感器材料,以提高測(cè)量結(jié)果的可靠性。
2. 機(jī)械振動(dòng):機(jī)械振動(dòng)會(huì)對(duì)壓電式三向車(chē)削測(cè)力儀的傳感器產(chǎn)生干擾,導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)誤差。為了減少機(jī)械振動(dòng)的影響,可以采取隔振措施,如使用防振臺(tái)或減震器。另外,選擇抗振性能較好的傳感器也可以有效降低機(jī)械振動(dòng)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。
3. 電磁干擾:電磁干擾同樣會(huì)影響壓電式三向車(chē)削測(cè)力儀的測(cè)量結(jié)果。電磁場(chǎng)的存在可能會(huì)對(duì)壓電傳感器的輸出信號(hào)產(chǎn)生干擾,從而影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了減小電磁干擾的影響,可以采取屏蔽措施,如使用屏蔽電纜和屏蔽盒。同時(shí),選擇抗干擾性能較好的傳感器也是有效的方法。
4. 傳感器安裝不當(dāng):傳感器的安裝位置和安裝方式會(huì)直接影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。如果傳感器安裝不當(dāng),可能導(dǎo)致力的傳遞不均勻或存在偏差,從而影響測(cè)量結(jié)果。因此,在安裝傳感器時(shí),應(yīng)確保其正確安裝,并與被測(cè)物體充分接觸,以確保力的傳遞和測(cè)量的準(zhǔn)確性。
5. 跨軸敏感性:壓電式三向車(chē)削測(cè)力儀的傳感器可能存在跨軸敏感性問(wèn)題。即在測(cè)量一個(gè)方向的力時(shí),可能會(huì)受到其他方向力的干擾。為了減小跨軸敏感性的影響,可以采用校準(zhǔn)和補(bǔ)償技術(shù),或者選擇具有較低跨軸敏感性的傳感器。
6. 電源電壓波動(dòng):電源電壓的波動(dòng)可能會(huì)對(duì)壓電傳感器的工作電壓和輸出信號(hào)產(chǎn)生影響,從而影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了確保穩(wěn)定的電源供應(yīng),可以采用穩(wěn)壓電源或電源濾波器等設(shè)備。
7. 傳感器老化和磨損:長(zhǎng)時(shí)間使用和頻繁的力加載可能會(huì)導(dǎo)致傳感器的老化和磨損,從而影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。定期檢查和維護(hù)傳感器,及時(shí)更換老化或損壞的傳感器,可以保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。
8. 切削熱:在高速、高精度的車(chē)削過(guò)程中,切削熱是不可避免的。切削熱會(huì)導(dǎo)致測(cè)力儀結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)分布發(fā)生變化,進(jìn)而影響其性能。為了消除切削熱對(duì)測(cè)力儀工作狀態(tài)的影響,可以從壓電原理應(yīng)用和預(yù)緊方式兩方面對(duì)測(cè)力儀結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。例如,設(shè)計(jì)一種雙彈性環(huán)結(jié)構(gòu),并對(duì)關(guān)鍵尺寸進(jìn)行有限元優(yōu)化,可以大大減少切削熱對(duì)測(cè)力儀性能的影響。