[發(fā)明專利]三維固體力傳感器用基體和傳感器及其標定方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010057955.6 | 申請日： | 2020-01-16 |
| 公開（公告）號： | CN111157155A | 公開（公告）日： | 2020-05-15 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 冉曾令;肖亞琴;徐田甜;李現(xiàn)坤;衛(wèi)亞斌 | 申請（專利權(quán)）人： | 電子科技大學(xué) |
| 主分類號： | G01L1/24 | 分類號： | G01L1/24;G01L5/16;G01L25/00 |
| 代理公司： | 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229 | 代理人： | 陳選中 |
| 地址： | 611731 四川省成*** | 國省代碼： | 四川;51 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 三維 固體 傳感 器用 基體 傳感器 及其 標定 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種三維固體力傳感器用基體和傳感器及其標定方法，屬于傳感器領(lǐng)域。該三維固體力傳感器用基體為一體式、且呈“回形針”型，基體包括位于頂部的第一傳導(dǎo)塊和位于底部的第二傳導(dǎo)塊，第一傳導(dǎo)塊和第二傳導(dǎo)塊之間具有間隙，第一傳導(dǎo)塊和第二傳導(dǎo)塊之間通過依次連接的X向的感應(yīng)梁、Y向的感應(yīng)梁和Z向的感應(yīng)梁連接，感應(yīng)梁上各開設(shè)有第一通孔，第一通孔的軸向分別垂直于相應(yīng)X向、Y向和Z向。基于光纖傳感器的三維固體力傳感器包括上述三維固體力傳感器用基體，感應(yīng)梁上安裝有光纖傳感器，三個光纖傳感器分別平行于相應(yīng)X向、Y向和Z向，光纖傳感器與處理單元連接，處理單元用于根據(jù)光纖傳感器的輸出值計算三維力。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三維固體力傳感器用基體和傳感器及其標定方法。
背景技術(shù)
目前，固體力傳感器多采用傳統(tǒng)的電學(xué)傳感器，導(dǎo)致固體力傳感器的抗電磁干擾能力較差。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明旨在提供一種三維固體力傳感器用基體和傳感器及其標定方法，該基于光纖傳感器的三維固體力傳感器的抗干擾能力優(yōu)于傳統(tǒng)采用電學(xué)傳感器的固體力傳感器的抗干擾能力。
為了達到上述發(fā)明創(chuàng)造的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
提供一種基于光纖傳感器的三維固體力傳感器用基體，基體為一體式、且呈“回形針”型，基體包括位于頂部的第一傳導(dǎo)塊和位于底部的第二傳導(dǎo)塊，第一傳導(dǎo)塊和第二傳導(dǎo)塊之間具有間隙，第一傳導(dǎo)塊和第二傳導(dǎo)塊之間通過依次連接的X向的感應(yīng)梁、Y向的感應(yīng)梁和Z向的感應(yīng)梁連接，感應(yīng)梁上各開設(shè)有第一通孔，第一通孔的軸向分別垂直于相應(yīng)X向、Y向和Z向。
進一步地，第一通孔的截面呈“8”字型。
進一步地，第一傳導(dǎo)塊和第二傳導(dǎo)塊尺寸相同。
進一步地，第一傳導(dǎo)塊和第二傳導(dǎo)塊呈立方體或長方體型。
進一步地，第二傳導(dǎo)塊開設(shè)有螺紋孔。
進一步地，三個感應(yīng)梁的任一外表面位于一長方體或立方體的一外表面。
第二方面，提供一種基于光纖傳感器的三維固體力傳感器，其包括本方案提供的三維固體力傳感器用基體，感應(yīng)梁上安裝有光纖傳感器，三個光纖傳感器的方向分別平行于相應(yīng)X向、Y向和Z向，光纖傳感器與處理單元連接，處理單元用于根據(jù)光纖傳感器的輸出值計算三維力。
進一步地，計算三維力的計算公式為：
其中，F(xiàn)X、FY和FZ分別表示X方向的力、Y方向的力和Z方向的力，ΔλX、ΔλY和ΔλZ分別表示平行于X向、Y向和Z向的光纖傳感器的輸出值；Kij表示i向力與平行于j向的光纖傳感器輸出波長之間的關(guān)系系數(shù)，i取X、Y或Z，j取X、Y或Z。
進一步地，光纖傳感器粘接在感應(yīng)梁上。
第三方面，提供一種本方案提供的基于光纖傳感器的三維固體力傳感器的標定方法，其包括：
分別單獨向不同光纖傳感器加載設(shè)定次數(shù)、且設(shè)定大小的相應(yīng)X向、Y向或Z向力，并記錄每次加載結(jié)束后所有光纖傳感器的輸出值；
根據(jù)相應(yīng)X向、Y向或Z向力的大小和光纖傳感器的輸出值確定單次相應(yīng)加載力與波長的關(guān)系系數(shù)：
其中，i取X、Y或Z，j取X、Y或Z，F(xiàn)i表示加載的i向力的大小，Δλij表示加載相應(yīng)i向力時平行于j向的光纖傳感器的輸出值，Kij表示i向力與平行于j向的光纖傳感器輸出波長之間的關(guān)系系數(shù)；
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