Foi desenvolvido um novo sensor piezoelétrico de força adaptado para condições de temperatura de ambiente até 350 ℃, com excelente capacidade de resposta dinâmica, para resolver problemas comuns de baixa precisão de medição e fraca estabilidade em altas temperaturas em sensores de força tradicionais. Foi proposta uma metodologia de projeto do sensor que integra análise de sensibilidade de fator único, modelagem de regressão não linear e otimização de parâmetros usando algoritmo de evolução do amor. Por meio de modelagem mecanicista, foi construído um modelo dinâmico de parâmetros concentrados de massa-rigidez-amortecimento do sensor, foram selecionados cinco parâmetros centrais que afetam a frequência natural pelo método de variável controlada, e estabelecido um modelo de regressão não linear de alta precisão com termos de interação e de alta ordem por regressão gradual. Com a maximização da frequência natural como objetivo de otimização, o algoritmo de evolução do amor foi utilizado para completar a otimização estrutural do sensor. Foi montado um sistema de testes de desempenho dinâmico em alta temperatura para testar experimentalmente o desempenho dinâmico do sensor desenvolvido. Os resultados mostraram que a não linearidade do sensor desenvolvido foi de 1,07%, o erro de repetibilidade de 1,37%, a sensibilidade dinâmica manteve-se estável acima de 30,33 pC/N na faixa de temperatura pré-definida, e o coeficiente de deriva térmica foi apenas -0,014%/℃. Estes resultados podem fornecer uma referência teórica para o design estrutural e a otimização de parâmetros de sensores piezoelétricos de força para uso em condições de alta temperatura.

alta temperatura; sensor piezoelétrico de força; algoritmo de evolução do amor; detecção dinâmica de força; otimização estrutural