Para alcançar a calibração de alta precisão do sensor de força tridimensional piezoelétrico, foi introduzido um fator de desvio angular de calibração no modelo de calibração original. Foram realizados estudos para melhorar o modelo de calibração, obter parâmetros e analisar o efeito do desacoplamento considerando a rotação do sensor, a irregularidade da superfície fixa e o desvio da fonte de força de calibração. As desvios angulares existentes na calibração do sensor foram analisados usando micrômetro e inclinômetro. Para o problema do excesso de parâmetros desconhecidos, foi estabelecida uma função objetivo e restrições adequadas, e os parâmetros foram resolvidos com base em um algoritmo de otimização, alcançando a calibração do sensor que separa o desvio angular de calibração. Dois modelos foram adotados para desacoplar os dados experimentais, comprovando a eficácia do novo modelo pelo valor médio do erro de desacoplamento e pelo ângulo máximo. Os resultados mostraram que, em comparação com o modelo antigo, o valor médio do erro de desacoplamento na maioria das direções diminuiu cerca de 80%, e os valores máximos diminuíram entre 20% e 49%. Com base nisso, foi analisado o impacto do desvio angular de calibração nas características de acoplamento do sensor, obtendo-se a proporção de acoplamento introduzida pelos desvios em cada etapa, com fatores de desvio de calibração representando mais de 70% em alguns coeficientes de acoplamento. O estudo mostra que o impacto do desvio angular na calibração do sensor não pode ser ignorado e deve ser controlado.

sensor de força piezoelétrico; dispositivo de calibração; acoplamento entre eixos; precisão de medição