传感器满足工况函数模型时,以减小测量分支量程为目标进行结构优化,可在传感器满足测量要求的前提下进一步提高其灵敏度和分辨率。

设由传感器各个结构参数所组成的数组为δ=[δ1… δk ];根据传感器安装空间的大小给定结构参数δj(j∈{1,2,…,k })的取值区间,设为Nj,将各结构参数的取值区间组成与结构参数对应的数组设为N,N=[N1…Nk];设定与参数区间数组中各项相对应的步长数组为λ,λ=[λ1… λk];将结构参数δ在区间N内按步长λ逐一进行遍历赋值,得到不同结构参数排列组合下的映射关系矩阵G+。

根据工况函数模型,将G+和Fw(t)代入式(3-28),对测量分支受力最大绝对值fm进行搜索,搜索目标为fm的最小值,设为f0,同时得到f0所对应的结构参数数组,设为δ0。(www.daowen.com)

经计算得到满足工况函数的传感器测量分支最小量程M0=[f0,-f0];而δ0则确定了在工况函数条件下以测量分支量程最小为优化目标的传感器结构。

从优化过程来看,基于工况函数的参数优化是建立在实际测量需求以及工作环境限制的双重条件下的。工况函数条件确保了传感器能够完成特定的测量工作;而工作环境限制决定了结构参数在合理范围内进行优化,确保了优化结果的可行性。该方法可通用于并联六维力传感器,并对提高其实用性有重要价值。