压电杆式天平六维力测量研究

来源：振动与冲击杂志2024年第17期北京时间：

作者：钱致光，任宗金，王宇航，王郁赫，徐馨

单位：大连理工大学机械工程学院，辽宁 大连116024

摘要：风洞测力天平是飞行器气动力研究的重要设备。针对某些风洞实验中飞行器模型内腔空间有限、高动态测量的现实需求，提出了单晶片面域划分多区域测量的压电式多维力测量方法。计算了六维力下石英晶片感应电荷密度分布，由此划分晶片面域，得到六维力解耦公式，并使用COMSOL软件对压电晶片施加力/力矩，仿真晶片感应电荷分布，验证理论模型的正确性。开发压电杆式天平及其标定装置，对压电杆式天平进行静动态标定实验，天平非线性误差不超过1.31%，重复性误差不超过1%，固有频率高于2700Hz，验证了在天平安装空间狭小情况下，使用压电晶片分区面域测量高频六维动态力的可行性。<br>

关键词：压电式天平；电荷分布；六维力测量；分区面域；标定实验