【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种传感器，尤其是一种能提高多维力传感器的测量精度，并能从设计根源上消除维间耦合的贴片及组桥方法。
技术介绍
多维力传感器用于感知空间中的正交力/力矩，多维力传感器被广泛用于航天、 医疗、机器人、工业自动化中。多维力传感器的一般设计步骤为弹性体设计、贴片位置及组桥方式、标定及解耦。对于弹性体的设计和标定及解耦方面的工作已经做了很多的研究，专利CN 1289917 A，公开了一种基于陶瓷厚膜技术的六维力传感器，专利CN 101832837 A，公开了一种基于耦合误差建模的多维力传感器标定解耦方法。而对于贴片位置及组桥方式的研究工作很少，合理的贴片位置及组桥方式可以提高测量电桥电压的灵敏度、测量范围和测量精度。影响多维力传感器测量精度的最主要方面是维间的耦合，维间耦合，即某一方向的输出信号中，有其它方向输入量的影响。从原理上讲，在单一方向的力作用下，只应在其对应方向上产生输出，其它方向输出应为零。但事实上，其它方向输出不是零，这就是由传感器机械结构、转换原理以及加工、贴片等工艺因素造成的耦合干扰，其中贴片和组桥方式是产生维间耦合最主要的因素。要消除或抑制耦合，可以从两个方面入手。第一是设法消除其产生的根源；第二是利用标定解耦矩阵。目前，比较常用的是通过标定解耦矩阵对测量数据进行解耦，但是这种方法解耦精度比较低，只能达到90%，。从根源上消除维间耦合可以通过提高加工精度、必需选择合理的贴片位置和组桥方式的方法来实现，这种方法更加具有实用价值，更简单，消除或抑制了维间耦合对传感器测量精度的影响。
技术实现思路
本专利技术是要提供一种，通过选择合理的贴片...
【技术保护点】
１．一种多维力传感器的贴片及组桥方法，其特征在于，包括以下步骤：１）首先根据弹性体的力学模型，建立多维力传感器弹性体的应变数学模型，并根据数学模型，求解多维力传感器弹性体所产生的应变与作用力的解析解，其骨骼二维力传感器在轴向拉压力和径向剪切力作用下应变的解析解表达式为： （１） （２）式中：ａ为弹性体的外径，ｂ为弹性体的内径，ｈ为弹性体的膜厚，Ｅ为传感器的弹性模量，为传感器的泊松比，为轴向拉压力，为径向剪切力，为径向剪切力的偏转角度，ｒ为膜片上的任意半径值； ２）建立多维力传感器弹性体的三维模型； ３）根据多维力传感器传感器的工况分别施加作用力和约束，并进行有限元的求解； ４）寻找多维力传感器传感器弹的最大应变变化位置分析多维力传感器传感器弹性体圆周上和直径方向上的应变变化趋势，并根据有限元求解的结果，观察在弹性体在圆周和直径方向上大的应变变化趋势，寻找最大应变变化位置； ５）选择应变贴片位置和组桥方式根据多维力传感器传感器弹性体的应变变化趋势，应变贴片位置选择在应变变化最大处；根据弹性体的应变特性，以及传感器所测力的个数组成相对应的组桥方式；６）结...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱坚民，王军，杨帆，杜鹏，朱欢欢，赵福旺，付婷婷，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：31
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