1.一種高精度高剛度大負載壓電式解耦微振動測量系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括結(jié)構(gòu)模塊(1)，傳感器模塊組(2)，負載盤(3)，標定盤(4)以及數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)(5)；結(jié)構(gòu)模塊(1)由底板(1.1)、第一外側(cè)板(1.2.1)、第二外側(cè)板(1.2.2)、第三外側(cè)板(1.2.3)、第四外側(cè)板(1.2.4)、第一斜撐板(1.3.1)、第二斜撐板(1.3.2)、第三斜撐板(1.3.3)、第四斜撐板(1.3.4)、內(nèi)八邊形板(1.4)、第一上三角形蓋板(1.5.1)、第二上三角形蓋板(1.5.2)、第三上三角形蓋板(1.5.3)、第四上三角形蓋板(1.5.4)、第一A型連接塊(1.6.1)、第二A型連接塊(1.6.2)、第三A型連接塊(1.6.3)、第四A型連接塊(1.6.4)、第一B型連接塊(1.7.1)、第二B型連接塊(1.7.2)、第三B型連接塊(1.7.3)、第四B型連接塊(1.7.4)組成；傳感器模塊組(2)分為四個縱向-徑向傳感器(2.1)和四個縱向-切向傳感器(2.2)，其中四個縱向-徑向傳感器(2.1)分別位于內(nèi)八邊形板(1.4)外側(cè)表面的四個90度方向邊上，與負載盤(3)、底板(1.1)、內(nèi)八邊形板(1.4)通過螺栓擰緊，與第一外側(cè)板(1.2.1)、第二外側(cè)板(1.2.2)、第三外側(cè)板(1.2.3)、第四外側(cè)板(1.2.4)分別通過第一A型連接塊(1.6.1)、第二A型連接塊(1.6.2)、第三A型連接塊(1.6.3)、第四A型連接塊(1.6.4)用螺栓連接；四個縱向-切向傳感器(2.2)分別位于內(nèi)八邊形板(1.4)外側(cè)表面的四個45度方向邊上，與負載盤(3)、底板(1.1)、內(nèi)八邊形板(1.4)通過螺栓擰緊，與第一斜撐板(1.3.1)第二斜撐板(1.3.2)第三斜撐板(1.3.3)第四斜撐板(1.3.4)分別通過第一B型連接塊(1.7.1)、第二B型連接塊(1.7.2)、第三B型連接塊(1.7.3)、第四B型連接塊(1.7.4)用螺栓連接；縱向-徑向傳感器(2.1)由七部分組成，即第一傳感器底(2.1.1)、第一傳感器側(cè)板(2.1.2)、第二傳感器側(cè)板(2.1.3)、第一傳感器芯(2.1.4)、第一底部拉壓片(2.1.5)、側(cè)部拉壓片(2.1.6)以及圓形傳力墊片(2.1.7)組成；縱向-切向傳感器(2.2)也由七部分組成，即第二傳感器底(2.2.1)、第三傳感器側(cè)板(2.2.2)、第四傳感器側(cè)板(2.2.3)、第二傳感器芯(2.2.4)、第二底部拉壓片(2.2.5)、側(cè)部剪切片(2.2.6)以及方形傳力墊片(2.2.7)組成；縱向-切向傳感器(2.2)與縱向-徑向傳感器(2.1)的不同之處在于將縱向-徑向傳感器(2.1)中的側(cè)部拉壓片(2.1.6)與圓形傳力墊片(2.1.7)換為縱向-切向傳感器(2.2)中相同位置處的側(cè)部剪切片(2.2.6)與方形傳力墊片(2.2.7)，其余結(jié)構(gòu)完全相同；傳感器模塊(2)根據(jù)結(jié)構(gòu)傳力特性設計而成，縱向-徑向傳感器(2.1)設計思路如下：底部拉壓片(2.1.5)位于傳感器底(2.1.1)和傳感器芯(2.1.4)之間，傳感器底(2.1.1)和傳感器芯(2.1.4)通過六個螺栓擰緊從而使底部拉壓片(2.1.5)被壓緊；側(cè)部拉壓片(2.1.6)位于第一傳感器側(cè)板(2.1.2)和傳感器芯(2.1.4)之間，第一傳感器側(cè)板(2.1.2)和傳感器芯(2.1.4)通過四個螺栓擰緊從而使側(cè)部拉壓片(2.1.6)被壓緊；圓形傳力墊片(2.1.7)位于第二傳感器側(cè)板(2.1.3)和傳感器芯(2.1.4)之間，第二傳感器側(cè)板(2.1.3)和傳感器芯(2.1.4)通過四個螺栓擰緊從而使圓形傳力墊片(2.1.7)被壓緊；縱向-切向傳感器(2.2)設計思路如下，底部拉壓片(2.2.5)位于傳感器底(2.2.1)和傳感器芯(2.2.4)之間，傳感器底(2.2.1)和傳感器芯(2.2.4)通過六個螺栓擰緊從而使底部拉壓片(2.2.5)被壓緊；側(cè)部剪切片(2.2.6)位于第一傳感器側(cè)板(2.2.2)和傳感器芯(2.2.4)之間，第一傳感器側(cè)板(2.2.2)和傳感器芯(2.2.4)通過四個螺栓擰緊從而使側(cè)部剪切片(2.2.6)被壓緊；方形傳力墊片(2.2.7)位于第二傳感器側(cè)板(2.2.3)和傳感器芯(2.2.4)之間，第二傳感器側(cè)板(2.2.3)和傳感器芯(2.2.4)通過四個螺栓擰緊從而使方形傳力墊片(2.2.7)被壓緊；圓形傳力墊片(2.1.7)是幾何尺寸與側(cè)部拉壓片(2.1.6)相同且剛度與壓電片相近的鋁片，方形傳力墊片(2.2.7)是幾何尺寸與側(cè)部剪切片(2.2.6)相同且剛度與壓電片相近的鋁片，兩者作用均是保證傳力的均勻性與一致性；在測試過程中，第一傳感器底(2.1.1)和第二傳感器底(2.2.1)與第一傳感器側(cè)板(2.1.2)，第二傳感器側(cè)(2.1.3)，第三傳感器側(cè)板(2.2.2)，第四傳感器側(cè)板(2.2.3)因為與結(jié)構(gòu)模塊固連故保持不動，第一傳感器芯(2.1.4)、第二傳感器芯(2.2.4)受到擾動源傳來的載荷會產(chǎn)生微小位移從而與壓電片相互擠壓或相互剪切，使得第一底部拉壓片(2.1.5)和第二底部拉壓片(2.2.5)可以測得豎直軸向力信號，側(cè)部拉壓片(2.1.6)可以測得水平徑向力信號，側(cè)部剪切片(2.2.6)可以測得水平切向力信號；四個縱向-徑向傳感器(2.1)通過所設計的接線方式，可以實現(xiàn)四個縱向-徑向傳感器(2.1)中底部拉壓片(2.1.5)對繞X軸與Y軸的振動力矩、側(cè)部拉壓片(2.1.6)對沿X軸與Y軸的振動力的測量；四個縱向-切向傳感器(2.2)通過所設計的接線方式，可以實現(xiàn)四個縱向-徑向傳感器(2.2)中底部拉壓片(2.2.5)對沿Z軸的振動力，側(cè)部剪切片(2.2.6)對繞Z軸的振動力矩的測量；傳感器模塊組(2)通過信號傳輸線與數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)(5)相連；當微小擾動源產(chǎn)生振動時，傳感器模塊組(2)產(chǎn)生六個壓電信號，對振動臺進行標定后得到六個解耦的靈敏度系數(shù)，將賦予六個采集通道后便可以在測量中得到實時的六分量空間力信號，從而通過數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)分析擾動源的振動特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度高剛度大負載壓電式解耦微振動測量系統(tǒng)，其特征在于：為了能夠?qū)Τ叽巛^大的擾振源進行振動測量，該測試平臺結(jié)構(gòu)幾何尺寸也較大：長1200mm，寬1200mm，高246.5mm，為了保證結(jié)構(gòu)具有較高的固有頻率必須盡量減少結(jié)構(gòu)中的空腔，基于此考慮，在第一外側(cè)板(1.2.1)、第二外側(cè)板(1.2.2)、第三外側(cè)板(1.2.3)、第四外側(cè)板(1.2.4)、第一斜撐板(1.3.1)第二斜撐板(1.3.2)第三斜撐板(1.3.3)第四斜撐板(1.3.4)與內(nèi)八邊形板(1.4)之間沒有傳感器的地方需加裝鋁錠將空間填實，并在縫隙處用環(huán)氧樹脂膠澆灌；測力臺四個角處的空腔需用同樣的方法處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度高剛度大負載壓電式解耦微振動測量系統(tǒng)，其特征在于：為了使結(jié)構(gòu)的剛度滿足要求，縱向-徑向傳感器(2.1)與縱向-切向傳感器(2.2)采用表面硬化鋼，其余部分材料為硬鋁。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度高剛度大負載壓電式解耦微振動測量系統(tǒng)，其特征在于：在傳感器裝配過程中，用螺栓將壓電片組壓緊在第一傳感器底(2.1.1)、第二傳感器底(2.2.1)和第一傳感器芯(2.1.4)第二傳感器芯(2.2.4)之間及第一傳感器側(cè)板(2.1.2)、第二傳感器側(cè)板(2.2.2)和第一傳感器芯(2.1.4)、第二傳感器芯(2.2.4)之間時，要保證壓電片的受力是均勻的，因此，需用力矩扳手保證同一個安裝面上每個螺釘?shù)念A緊力都是相同的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度高剛度大負載壓電式解耦微振動測量系統(tǒng)，其特征在于：振動測試臺安裝過程如下：
1)安裝結(jié)構(gòu)模塊(1)將螺栓從底板(1.1)下表面插入，從而將第一外側(cè)板(1.2.1)、第二外側(cè)板(1.2.2)、第三外側(cè)板(1.2.3)、第四外側(cè)板(1.2.4)、第一斜撐板(1.3.1)、第二斜撐板(1.3.2)、第三斜撐板(1.3.3)、第四斜撐板(1.3.4)、與內(nèi)八邊形板(1.4)固定在底板(1.1)上，再將螺栓從底板(1.1)上表面插入，從而將底板(1.1)固定在地基上；
2)安裝傳感器模塊組(2)，在第一傳感器底(2.1.1)和第二傳感器底(2.2.1)的上表面安裝壓電片定位裝置并分別安放第一底部拉壓片(2.1.5)和第二底部拉壓片(2.2.5)，再在第一底部拉壓片(2.1.5)和第二底部拉壓片(2.2.5)上分別放置第一傳感器芯(2.1.4)和第二傳感器芯(2.2.4)并通過六個螺栓擰緊；轉(zhuǎn)置使第一傳感器芯(2.1.4)和第二傳感器芯(2.2.4)的側(cè)表面向上，在該面安裝壓電片定位裝置并分別安放側(cè)部拉壓片(2.1.6)和側(cè)部剪切片(2.2.6)，再在側(cè)部拉壓片(2.1.6)和側(cè)部剪切片(2.2.6)上放置第一傳感器側(cè)板(2.1.2)、第三傳感器側(cè)板(2.2.2)并通過四個螺栓擰緊；再轉(zhuǎn)置使第一傳感器芯(2.1.4)和第二傳感器芯(2.2.4)的對面一側(cè)的表面向上，在該面安裝壓電片定位裝置并分別安放圓形傳力墊片(2.1.7)和方形傳力墊片(2.2.7)，再在圓形傳力墊片(2.1.7)和方形傳力墊片(2.2.7)上放置第二傳感器側(cè)板(2.1.3)和第四傳感器側(cè)板(2.2.3)并通過四個螺栓擰緊；至此傳感器模塊組(2)安裝完成；
3)將傳感器模塊組(2)用螺栓固定在底板(1.1)與內(nèi)八邊形板(1.4)上，并用螺栓通過第一A型連接塊(1.6.1)、第二A型連接塊(1.6.2)、第三A型連接塊(1.6.3)、第四A型連接塊(1.6.4)分別與第一外側(cè)板(1.2.1)、第二外側(cè)板(1.2.2)、第三外側(cè)板(1.2.3)、第四外側(cè)板(1.2.4)連接起來，通過第一B型連接塊(1.7.1)、第二B型連接塊(1.7.2)、第三B型連接塊(1.7.3)、第四B型連接塊(1.7.4)與第一斜撐板(1.3.1)第二斜撐板(1.3.2)第三斜撐板(1.3.3)第四斜撐板(1.3.4)連接起來；
4)將結(jié)構(gòu)內(nèi)空間用鋁錠填滿并用環(huán)氧樹脂AB膠澆灌，將第一上三角形蓋板(1.5.1)、第二上三角形蓋板(1.5.2)、第三上三角形蓋板(1.5.3)、第四上三角形蓋板(1.5.4)用螺栓與第一外側(cè)板(1.2.1)、第二外側(cè)板(1.2.2)、第三外側(cè)板(1.2.3)、第四外側(cè)板(1.2.4)及第一斜撐板(1.3.1)第二斜撐板(1.3.2)第三斜撐板(1.3.3)第四斜撐板(1.3.4)連接；
5)將負載盤(3)與傳感器模塊組(2)用螺栓連接，至此已完成整個測力臺的裝配，采用模塊化設計，裝配簡單且過程可逆。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度高剛度大負載壓電式解耦微振動測量系統(tǒng)，其特征在于：若地基安裝面的孔位發(fā)生變化，可在底板(1.1)下部加裝轉(zhuǎn)接板以適應不同的地基安裝面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度高剛度大負載壓電式解耦微振動測量系統(tǒng)，其特征在于：所述需要通過螺栓連接處連接部分的螺栓必須在強度允許的范圍內(nèi)盡量擰緊，以提高該測量系統(tǒng)的剛度，保證其測量精度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度高剛度大負載壓電式解耦微振動測量系統(tǒng)，其特征在于：由于壓電片自身特性會隨時間及環(huán)境的變化而變化，從而使測量結(jié)果發(fā)生漂移，所以需要定期對測力臺進行標定，在標定時將標定盤(4)用螺釘連接在負載盤(3)上，可以用用錘擊法或其他標定方法進行標定。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度高剛度大負載壓電式解耦微振動測量系統(tǒng)，其特征在于：在如此大的幾何尺寸下：長1200mm，寬1200mm，高246.5mm，其剛度能達一階固有頻率超過900Hz，測量精度能達到0.01N與0.001N·m。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度高剛度大負載壓電式解耦微振動測量系統(tǒng)，其特征在于：通過對傳感器的空間布置及信號線的不同組合設計，可以直接得到已解耦的六個電壓信號，在通道中設置由標定得到的靈敏度系數(shù)即可直接實時測得空間六分量力信號Fx、Fy、Fz、Mx、My、Mz。