测力系统实验_第一次

1、1、性能技术介绍Kistler9255B型测力传感器采用压电晶体（石英晶体）作为传感器敏感元件，由四片圆环形的石英晶片组成的，每个晶片的不同组合，构成了不同方向的力；根据压电原理，压电晶体在受载荷作用下自身会产生电荷；石英晶体非常坚固，因此切削力传感器9255B具有很高的刚度还配有5070电荷放大器，电荷放大器的作用，是将切削力传感器9255B产生的电荷信号转换成0-10V电压信号。此外还有数据采集卡等外部设备，并带有专门软件（DynoWare）来显示各个方向瞬时切削力和切削转矩。该测力仪具有以下优点：（1） 稳定性好，抗干扰能力强。（2） 静态特性良好，即固有频率高、线性度小、灵敏度高、静刚

2、度高、滞后性小，因此，非常适合动态测量，以及刀具在高速旋转时的切削力测量。（3） 动态特性良好，即瞬态响应和频率特性较理想，因此它特别适合于测量动态力、瞬态冲击力。（4） 大量程，能测很小的力。9255B量程很大，高达40KN，但，分辨率仅有0.01N,因此，同时能测量非常小的力。（5） 设计紧凑，对温度变化不敏感，防水喷溅，防腐蚀和冷却液的浸入。9255B 主要技术指标如下（其他技术指标，参见说明书）测量范围    Fx,Fy, -2020kN    Fz:-1040 kN灵敏度    

3、60; Fx,Fy :-8pC/N       Fz:-3.7pC/N固有频率   fnx,fny2kHz        fnz 3.3kHz重量        52Kg    防护等级    IP67（连接电缆）工作温度范围  0-70石英压电晶体作为敏感元件2、仪器应用： 该切削力测量系统，能精

4、确采集钻削、磨削、铣削、车削等过程的切削力。KISTLER 切削力系统应用总结一、 安装软硬件1） 测力软件的安装 将带有DynoWare软件的光盘放入光驱，安装程序自动启动，选择“Install DynoWare Software”，。依次参见下图（安装过程同其他软件的安装）：安装结束后，重新启动计算机。注意事项：软件在安装过程中并没有特别需要注意的地方，但是在联接硬件设备时进行软件的安装，需要点击计算机左下角的开始窗口，在所有程序中选择Measurement Computing的instacal，以便确认软件系统已连接到数采卡上，同时需要记住数采与PC机联接的USB接口，不同的USB接口第

5、一次与数采相连时都会安装驱动，重复安装驱动有害无益。2） 硬件的连接如图所示：数据采集器的外部接线连接放大器控制线加密狗线连接计算机连接电源数据线注意事项：数采部分的接线主要包括：电源线（通过一个小型变压器将照明用的220伏电压变压成24伏电压，要注意220伏电压的稳定性，电压的不稳会使得数采无法工作，并有导致电源烧毁的隐患）；USB线（主要是和PC机的软件部分进行通信）；控制线（主要是修改测试量程用的）；数据线（传感器采集到的数据信号经放大器后，通过电缆线传递到数采上）；加密狗（很细小的一个关键部位，尽量安装在数采上，使用胶带之类的固定最好）。电荷放大器的外部接线：连接数采电缆连接传感器接电

6、源注意事项：电缆线是整个系统中最娇贵也是最重要的部分，在实验过程中要特别注意，不要出现踩踏之类的现象，电缆线的拆装要特别小心谨慎，不可左右扯动，要尽量前后用力，在装的过程中，前端处的凹槽保持在水平位置，使得其水平对齐，不可太用力，以免针未对齐而压弯针头，在旋紧之后要适当松开一些，避免旋得太紧之后，不利于插头的拆卸，防尘帽要始终处于密封状态。Type 9255B与工件的安装注意事项： 测试台也很娇贵，要注意保持其干净整洁，在安装固定的过程中，一定要确保测试台保持水平，在确保水平之后，偏斜一点则不影响整个测试效果。测试台四角的小圆圈上要确保不受挤压与压迫，以免压坏测试台的传感器。二、 切削力的在线

7、测量1） 将设备全部按上述安装连接好，打开放大器预热30分钟，打开软件和数采。2） 软件界面如图所示：进行必要的设置开机以后点确定进入数据采集键数据分析区故障诊断区视图设置区首先对HardWare进行设置点击硬件配置按键，弹出此画面然后依次对这四项进行设定选择数采卡正确的满量程输出电压值选择正确的电荷放大器此处的A/D Board 我们保持默认状态不进行修改和设置在这个选项进行必要的设置：（1）label里对应的18通道分别输入Fx12、Fx34、Fy14、Fy23、Fz1、Fz2、Fz3、Fz4如是5070，则需选择其正确的通道数测量和复位状态按钮，每次测量前都必须将系统复位在设置好所有的参

8、数后将其发送到电荷放大器上自动检测5070的存在。注意此处是固定的，不可变动.另外，filter（滤波器）都设为OFF, time constant（时间常数）都设为long。我们可以改的就是sentivity（灵敏度）和measuring range（测量范围）；其中sentivity要根据需要的量程查说明书来改，此处只有两个可选值。Measuring range的选择要在所选量程允许的范围内，并且注意只要是同一方向所选值的大小要完全一致，例如x12设定为2000N则x34也必须设定为2000N;y与z方向也是如此。设置完成后按sent parameter将设置好的参数发送到放大器。这三项要

9、根据测力台的校准单来设定这三项根据实际测量情况来设定手动，自动测量模式转换新装数采卡所在的串口（需要参看设备管理器）串口的传输率（需要参看设备管理器）参见设备管理器来设定我的电脑右键管理计算机管理设备管理器端口在force & moment calculation（力与时间的计算）中将multicomponent mode（多元模式）选为type4，因为我们所用的传感器就是这个类型，以后都不必改动。此处是自左向右第二个绿色按钮，我们只要根据需要设置measuring time（测量时间）和sample rate（采样频率）就可以了。设置完成后如果要覆盖前一次的设置就不用改文件名，如果是

10、新建就要更换文件名再保存。点击此键对采集参数进行设置这部分参数设置根据实际的测量工作特点来完成保存文件的路径和名称，可更改第三和第四个绿色按钮对应的设置此处都不在修改就用默认的。下面按下第五个绿色按钮开始进行在线测量，步骤如下：（1）按下按钮点击ok，弹出另一个窗口再点击ok（2）按下放大器显示屏旁的绿色按钮，机床启动（3）点击go，刀具慢慢靠近工件开始切削，过一段时间后（在设定的测量时间没有完以前刀具离开工件切削完毕），测量完成后再次按下放大器显示屏旁的绿色按钮退出测量状态。（4）在线测量过程完毕。此处按下第五个绿色按钮后会弹出如图所示的小窗口，如果点“是”则覆盖上一次的文件，点“否”则新建一个文件此为在线测量过程图片此为测量完成后获得的曲线三、 后处理注意此处的后处理文件都不能保存，原始文件不会被改动。点击此键，将开启一个含有原采集曲线的新视框，用于进一步的分析比较点击此键编辑视图，可对视图显示的模式，通道和颜色等进行设定指南针工具：点击此键，观察某一位置的数值大小（2次）平均值工具：观察某段时间内的平均值，最大值，最小值，积分等数据信号漂移补偿键：如果有热漂移，可用此键除掉纵，横向栅格键：点击这两个键可在数据上加入栅格，进行分析电压表，示波器键：点击这两键可以观察没有加载力条件下，各通道原始输出电压是否接近