小。
[0023] 徑向力波動(dòng)是指輪胎在正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期內(nèi)徑向受力的峰峰值 (單位；腳；徑向力1~10次諧波（RFH1~RFH10)是指由力波動(dòng)試驗(yàn)得到的輪胎徑向力與 輪胎旋轉(zhuǎn)角度的關(guān)系曲線是一條諧振曲線，對輪胎正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期內(nèi)的 徑向力受力波形用傅里葉分析把它們分解成1次到10次諧波，其中原波的1次成分叫做 一次諧波（RFH1)或者叫基波（單位；腳；側(cè)向力波動(dòng)（LFV)是指輪胎在正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的一個(gè) 或多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期內(nèi)側(cè)向受力的峰峰值（單位；腳；側(cè)向力1~10次諧波（LFH1~LFH10) 是指由力波動(dòng)試驗(yàn)得到的輪胎側(cè)向力與輪胎旋轉(zhuǎn)角度的關(guān)系曲線是一條諧振曲線，對輪胎 正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期內(nèi)的側(cè)向力受力波形用傅里葉分析把它們分解成1次 到10次諧波，其中原波的1次成分叫做一次諧波（RFH1)或者叫基波（單位；腳；側(cè)向力偏 移（LSFT)是指輪胎在正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期內(nèi)側(cè)向受力積分的平均值（單位： 腳。
[0024] 如圖10所示，為本發(fā)明的輪胎均勻性檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，上、下輪輛2與主軸 1的軸線重合，下輪輛2與主軸1 一體，上輪輛3為上下可自由運(yùn)動(dòng)。負(fù)荷輪5軸線與主軸 1的軸線平行，測試前上輪輛3、負(fù)荷輪5遠(yuǎn)離主軸1，分別處于各自的原點(diǎn)位置。測試時(shí)，輪 胎加載到下輪輛2上，上輪輛3下降，上下輪輛相對位置被鎖定并夾持輪胎4,輪胎4充氣， 并使輪胎4內(nèi)部壓力保持恒定。輪胎4依靠充氣壓力與上下輪輛固定，該樣在主軸1旋狀 過程中不會(huì)發(fā)生輪胎4與上下輪輛的相對錯(cuò)位。負(fù)荷輪5水平向左靠近并接觸輪胎4,對輪 胎4施加恒定壓力，輪胎4與負(fù)荷輪5通過摩擦力保持恒定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸1與輪胎4的相 對位置不變，則主軸1與輪胎4W相同角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0025] 對輪胎4和負(fù)荷輪5之間的受力進(jìn)行分析，包括徑向力、側(cè)向力和切向摩擦力，由 于摩擦力是負(fù)荷輪5的驅(qū)動(dòng)力，所W該里不研究，因?yàn)閺较蛄?、主軸1軸線、負(fù)荷輪5軸線、 力傳感器6平面W及輪胎4與負(fù)荷輪5的接觸面中屯、都在同一平面內(nèi)，所W建立了如圖的 二維的正交力系來做力分析。
[0026] 二維正交測力傳感器6設(shè)置在圖中負(fù)荷輪5的兩個(gè)端點(diǎn)處，是負(fù)荷輪5中軸的兩 端支撐點(diǎn)，負(fù)荷輪5向輪胎4施加負(fù)載且二者軸線平行，傳感器6與輪胎4受力如圖11所 示，輪胎4的徑向力Fr等于上下測力傳感器6的X方向力之和，也即F3+Fs，側(cè)向力Fi等于 上下傳感器6的Y方向力之和，也即F2+F4。
[0027] 在若干個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期之后，負(fù)荷輪5和輪胎4停止轉(zhuǎn)動(dòng)，輪胎4放氣，上輪輛3和負(fù) 荷輪5水平退回到復(fù)位位置，傳感系統(tǒng)信號處理器將采集到的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到被 測輪胎的各項(xiàng)均勻性指標(biāo)，完成均勻性的測試。
[002引本發(fā)明的傳感器包括圓環(huán)電容單元組和條狀電容單元組，所述圓環(huán)電容單元組用 于測切向力和法向力的大小，所條狀電容單元組用于測量切向力的方向，所述條狀電容單 元組設(shè)置在基板圓環(huán)電容單元組外的四角。圓環(huán)電容單元組包括兩組W上圓環(huán)電容單元 對，所述圓環(huán)電容單元對包括兩個(gè)圓環(huán)電容單元，所述條狀電容單元組包括X方向差動(dòng)電 容單元組和Y方向差動(dòng)電容單元組，X方向差動(dòng)電容單元組和Y方向差動(dòng)電容單元組均包 括兩個(gè)W上相互形成差動(dòng)的電容單元模塊，所述電容單元模塊采用由兩個(gè)W上的條狀電容 單元組成的梳齒狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)圓環(huán)電容單元和條狀電容單元均包括上極板的驅(qū)動(dòng)電極和下 極板的感應(yīng)電極。所述每個(gè)圓環(huán)電容單元的感應(yīng)電極和驅(qū)動(dòng)電極正對且形狀相同，所述每 個(gè)條狀電容單元的驅(qū)動(dòng)電極和感應(yīng)電極寬度相同，條狀電容單元的驅(qū)動(dòng)電極長度大于感應(yīng) 電極長度，條狀電容單元的驅(qū)動(dòng)電極長度兩端分別預(yù)留左差位5g和右差位5t，bMg=b。 5t+ 5g，其中為條狀電容單元的驅(qū)動(dòng)電極長度，為條狀電容單元的感應(yīng)電極長 度。所述條狀電容單元的左差位5左=右差位5右，且5,1. >do'其中do為介質(zhì)厚度， G為彈性介質(zhì)的抗剪模量，Tym。,為最大應(yīng)力值。所述兩組相互形成差動(dòng)的電容單元模塊的 條狀電容單元的驅(qū)動(dòng)電極和感應(yīng)電極沿寬度方向設(shè)有初始錯(cuò)位偏移，錯(cuò)位偏移大小相同、 方向相反。所述圓環(huán)電容單元組包括n個(gè)同屯、圓環(huán)電容單元，其中3+fgs胃)，其中，ay為 平行板的長度，r目為圓環(huán)電容單元圓環(huán)的寬度，as胃相鄰兩圓環(huán)電容電容之間的電極間距。 所述電容單元模塊采用梳齒狀結(jié)構(gòu)，X方向差動(dòng)電容單元組和Y方向差動(dòng)電容單元組均包 括m個(gè)條狀電容單元，m? (VI-1)a平/ (a0+3s條），其中，a平為平行板的長度，as條為相 鄰兩條狀電容單元之間的電極間距，a。條狀電容單元的寬度。所述同屯、圓環(huán)電容單元的寬 度1'目和條狀電容單元的寬度3。相等；條狀電容單元電極間距aS^和圓環(huán)電容單元電極間 距as胃相等，所述條狀電容單元的寬度a0 = ^，其中，d。為介質(zhì)厚度，E為彈性介質(zhì)的楊氏 模量，G為彈性介質(zhì)的抗剪模量。所述圓環(huán)電容單元組和條狀電容單元組的驅(qū)動(dòng)電極通過 一個(gè)引出線與傳感系統(tǒng)信號處理器連接，所述圓環(huán)電容單元組的每個(gè)圓環(huán)電容單元的感應(yīng) 電極單獨(dú)引線與傳感系統(tǒng)信號處理器連接，所述X方向差動(dòng)電容單元組和Y方向差動(dòng)電容 單元組的電容單元模塊感應(yīng)電極分別各自通過一個(gè)引出線引出與傳感系統(tǒng)信號處理器連 接。所述圓環(huán)電容單元、電容單元模塊和傳感系統(tǒng)信號處理器之間分別設(shè)有中間變換器，變 換器用于設(shè)置電壓或頻率對電容的傳輸系數(shù)。
[0029] 下面結(jié)合附圖1-9對本發(fā)明的推導(dǎo)和原理，對各部分形狀、構(gòu)造、各部分之間的相 互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì) 的說明。
[0030] 1. 1電容公式及其輸入輸出特性
[0031] 平行板的初始電容為：
[003引C0=亞1^(1) 過0
[003引式中，e。真空介質(zhì)電常數(shù)為8. 85PF/m，et= 2. 5為電介質(zhì)的相對介電常數(shù)，A。為 上下極板初始正對面積。d。受0。的激勵(lì)產(chǎn)生相對變形e。= 5。/屯=0。/6,代入（1)式 得到輸入輸出特性
[0034] Cn= ￡〇' 而^二 ￡〇 .￡r (2)
[0035] 1. 2法向應(yīng)力作用下的線性度和靈敏度
[0036] 1. 2. 1法向線性度
[0037] 似式中F。在分母中，故C"=f(F。）的關(guān)系是非線性的。因轉(zhuǎn)換量程中的最大值 曰》。占介質(zhì)彈性常數(shù)E相比，e。是個(gè)很小的量，即分母中e?！?，將似式按級數(shù)展開并 略去二次方W上的局階無窮小，可簡化為：
[003引 C" =C0(1 + ￡) =C0(1+^)0)
[0039] 可見在C。與F。的轉(zhuǎn)換特性中的法向線性度的最大相對誤差接近于零。
[0040] 1. 2. 2 靈敏度
[0041] 按法向靈敏度的定義Sn= ^;
[00創(chuàng)而按似式則
[00 創(chuàng) Snz二寮二C0.吉= €0.畝（4) A.巨
[0044] 按（3)式可得線性靈敏度，
[0045] Sni二C〇/ae=t【)"r/d(,E(5)
[0046] S"2隨F。而變，F(xiàn)。愈大，S愈大，在整個(gè)轉(zhuǎn)換特性上呈輕微非線性。
[0047] 1. 3切向位移和圓環(huán)電容器有效面積之間的關(guān)系
[0048] 針對同屯、圓環(huán)電容對進(jìn)行分析，如圖1所示，Ri為外圓半徑，R2為內(nèi)圓半徑，r=圓 環(huán)寬度=大外圓半徑Ri-內(nèi)圓半徑R2。給驅(qū)動(dòng)電極一個(gè)切面上的力Fx，導(dǎo)致上下對應(yīng)的驅(qū) 動(dòng)電極和感應(yīng)電極產(chǎn)生一個(gè)剪切錯(cuò)位，設(shè)屯為切面位移，錯(cuò)位面積為Sh和S%，電極板的初 始正對面積應(yīng)為31化i2-R22)。圖2為外同屯、圓環(huán)電容對外徑圓分析圖，移動(dòng)前后兩圓屯、距 離為屯，移動(dòng)前后兩圓屯、和兩圓的交點(diǎn)形成一個(gè)菱形，可W計(jì)算S%的面積：
[00例 S外二S扇日-S扇