[发明专利]压电薄膜悬臂梁式微力传感器的微力加载装置

摘要

本发明一种压电薄膜悬臂梁式微力传感器的微力加载装置属于传感器与测试技术领域，适用于压电薄膜悬臂梁式微力传感器的静态和准静态测试和标定。微力加载装置由一维微位移台、二维微位移台、压电双晶片微力发生器及减震装置组成。一维微位移台由X轴分厘卡组件、一维微位移台底座组成。二维微位移台由Y轴分厘卡组件、Z轴分厘卡组件、二维微位移台底座、支板和内六角螺钉组成。压电双晶片微力发生器III由微探针、固定块、两片压电陶瓷片、铝制金属片、夹片、内六角螺钉组成。结构简单可靠，而且操作方便。提高了微小力加载系统的分辨率，解决了微牛顿量级力加载的不稳定性和控制难的问题。

主权项

1、一种压电薄膜悬臂梁式微力传感器的微力加载装置，由一维微位移台(I)，二维微位移台(II)，压电双晶片微力发生器(III)及减震装置(IV)组成；其特征是，一维微位移台(I)由X轴分厘卡组件、一维微位移台底座(6)组成，其中，X轴分厘卡组件由X轴分厘卡旋钮(1)、X轴分厘卡内刻度套筒(2)、内六角螺钉(3)、X向线性滑块(4)、X轴分厘卡主轴(5)组成，带有外刻度的X轴分厘卡旋钮(1)与X轴分厘卡主轴(5)的一端螺纹连接，X轴分厘卡旋钮(1)与X轴分厘卡内刻度套筒(2)间隙配合，X轴分厘卡内刻度套筒(2)与带导套的X向线性滑块(4)过盈配合，并由内六角螺钉(3)固定在X向线性滑块(4)的导套上，一维微位移台底座(6)形状为直角型，水平底面是导轨面，与X向线性滑块(4)的底导轨面相配合，一维微位移台底座(6)的垂直面为Z向平面，通过4个内六角螺钉(7)固接在二维微位移台底座(18)的右平面上，在一维微位移台底座(6)内腔中装有弹簧(30)，弹簧(30)一端固定在一维微位移台底座(6)内腔中，另一端与X向线性滑块(4)固接；二维微位移台(II)由Y轴分厘卡组件、Z轴分厘卡组件、二维微位移台底座(18)、支板(19)和内六角螺钉(20)组成，其中，Y轴分厘卡组件由Y轴分厘卡旋钮(8)、Y轴分厘卡内刻度套筒(9)、内六角螺钉(10)、Y向线性滑块(11)、Y轴分厘卡主轴(12)组成，带有外刻度的Y轴分厘卡旋钮(8)上与Y轴分厘卡主轴(12)一端螺纹连接，Y轴分厘卡旋钮(8)与Y轴分厘卡内刻度套筒(9)间隙配合，Y轴分厘卡内刻度套筒(9)与带导套的Y向线性滑块(11)过盈配合，并由内六角螺钉(10)固定在Y向线性滑块(11)的导套上；Z轴分厘卡组件由Z轴分厘卡旋钮(13)、Z轴分厘卡内刻度套筒(14)、内六角螺钉(15)、Z向线性滑块(16)、Z轴分厘卡主轴(17)组成，带有外刻度的Z轴分厘卡旋钮(13)与Z轴分厘卡主轴(17)一端螺纹连接，Z轴分厘卡旋钮(13)与Z轴分厘卡内刻度套筒(14)间隙配合，Z轴分厘卡内刻度套筒(14)与带导套的Z向线性滑块(16)过盈配合，并由内六角螺钉(15)固定在Z向线性滑块(16)的导套上；二维微位移台底座(18)形状为正方形，水平方向为Y轴，垂直方向为Z轴，二维微位移台底座(18)的底面在水平和垂直方向均为导轨面，分别与Y向线性滑块(11)和Z向线性滑块(16)的导轨面向配合；在二维微位移台底座(18)的内腔中沿水平方向和垂直方向分别装有弹簧(31)和弹簧(32)，弹簧(31)和弹簧(32)的一端分别固定在二维微位移台底座(18)的内腔中，弹簧(31)的另一端与Y向线性滑块(11)固接，弹簧(32)的另一端与Z向线性滑块(16)固接，二维微位移台底座(18)与支板(19)由内六角螺钉(20)连接；压电双晶片微力发生器(III)由微探针(21)、固定块(22)、两片压电陶瓷片(23)、铝制金属片(24)、夹片(25)、内六角螺钉(26)组成，其中，铝制金属片(24)被夹在两个矩形压电陶瓷片(23)中间，并通过粘合剂粘接，探针(21)通过粘合剂安装在固定块(22)的中心位置，固定块(22)通过粘合剂粘接在压电陶瓷片(23)的一端，用夹片(25)夹持压电双晶片微力发生器III远离探针(21)的一端，并通过内六角螺钉(26)将压电双晶片微力发生器III安装在一维位移台底座(6)的底平面上；两片压电陶瓷片(23)共同引出一个电极(A)，铝制金属片(24)引出另一个电极(B)；减震装置(IV)由压电薄膜悬臂梁式微力传感器(27)，载物台(28)和减震平台(29)组成，在减震平台(29)上固定有载物台(28)，在载物台(28)上安装有压电薄膜悬臂梁式微力传感器(27)，压电薄膜悬臂梁式微力传感器(27)自由端与微探针(21)对准。