طراحی و ساخت سنسور نیرو/گشتاور شش محوره با استفاده از استرین‌گیج

نویسندگان

1 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد، مهندسی مکاترونیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

doi
10.22034/ijme.2022.157663
چکیده

در این تحقیق، یک سنسور نیرو/گشتاور شش محوره با استفاده از استرین­‌گیج طراحی و ساخته شده است. ویژگی حداقل بودن کوپلینگ مکانیکی در طراحی این سنسور از اهمیت زیادی برخوردار است که برای این منظور، یک آرایش متشکل از 24 عدد استرین‌­گیج­ به گونه­‌ای انتخاب شده که ولتاژهای خروجی­ شش پل وتستون متناظر با مؤلفه‌­های بارگذاری، از هم مستقل باشند. سنسور ساخته شده، تحت بارگذاری­‌های یک و چند مؤلفه­‌ای قرار گرفته، خروجی­ پل­‌های وتستون اندازه‌گیری و خطای کوپلینگ محاسبه شده است. میانگین 3/7% خطای کوپلینگ سنسور، نشان دهنده ویژگی استقلال خروجی­‌ها از یکدیگر می­‌باشد. فرایند کالیبراسیون طبق استاندارد ANSI1979 انجام شد و مشخصات سنسور محاسبه شده است که کمترین دقت و بیشینه خطای غیر خطی، مربوط به مؤلفه Fx و به ترتیب برابر Fs 78/14% و Fs 42/6% است و بیشینه خطای تکرارپذیری، مربوط به مؤلفه Mz و برابر Fs 63/9% می­‌باشد. با هدف کاهش تلفات هیسترزیس، بارگذاری مستقیما روی سازه انعطاف­‌پذیر برای مؤلفه Fz اعمال شده است که در نتیجه، دقت به مقدار قابل توجهی افزایش یافته و به مقدار Fs99/3% رسیده و خطاهای غیرخطی بودن و تکرارپذیری کاهش پیدا کرده و به مقدار Fs52/0% و Fs60/2% رسیده است.