NiCr合金薄膜测力传感器设计制作与力学标定*

安春华　武文革　张新宇　伏宁娜

(中北大学，山西 太原 030051)



NiCr合金薄膜测力传感器设计制作与力学标定*

安春华武文革张新宇伏宁娜

(中北大学，山西 太原 030051)

为了满足切削力信号精确测量的要求，制作了两种结构的切削力测量用镍铬合金薄膜传感器样品、可调式改良应变测试仪桥盒，进行了传感器静力学标定与实际切削力测量试验。使用DASP 36通道振动与噪声信号采集分析系统与YD-15型动态电阻应变仪进行采集与读取测量时的电压信号与应变信号，将采集的应变信号经MATLAB转换为压力应变曲线图，将传感器应变、输出电压值与其对应的理论仿真值进行对比,结果表明测量值与其误差较小，两种传感器的力学测量性能良好。

NiCr合金薄膜传感器；样品；测量；对比

切削力的测量与控制对现代制造技术的发展有着极其深远的影响，对数控机床的编程与控制等先进加工技术具有较大的借鉴意义。近年来离子束沉积薄膜技术的发展为金属薄膜传感器的出现与发展奠定了基础。金属薄膜传感器具有高温化学稳定性，较高的熔点，灵敏度高、机械滞后小、温度系数小、成本低等优点[1]，为切削力的精确测量提供了良好的传感器依托。

本文利用压阻效应设计了两种镍铬合金电阻栅的薄膜测力传感器样品，对样品进行了电阻栅结构尺寸、电阻栅厚度、电阻值的测量；并利用改良应变测试仪桥盒，进行了4组静力学测量试验，采集了多组不同载荷下的应变与输出电压值，将应变值利用MATLAB进行数据拟合，并与相应的理论仿真值进行对比发现二者误差较小，且传感器应力测量的线性度良好。……