石英传感器因其静态刚度好,灵敏度高、分辨率高,固有频率高、频响和瞬态响应好,稳定性好等特点,从上世纪40年代问世以来,取得了长足的发展,在许多科学领域和工程测试中发挥着不可替代的作用。然而人类对于功能性材料高品质、高性能的追求从来都没有停止。随着人工晶体技术的不断完善,新型压电性晶体种类不断增多。其中,硅酸镓锎(La3Ga5SiO14, LGS)晶体是—种性能优异的新型压电晶体材料。因其常温下的压电系数约为石英的2-3倍,至熔点(1300-1500。C)不存在相变,且同时具备比石英晶体更高的阻抗,更大的介电常数和机电耦合系数的性能特点,从而得到了广泛的关注。LGS晶体在谐振器、光电开关和滤波器中已经得到了应用,但在测力传感器方面还没有公开的报道。本文开展了LGS与石英压电传感器的性能对比研究,进行了LGS晶片加工工艺、特定切型LGS晶片压电灵敏度系数和晶组制备等实验研究。.研发了一种LGS三向力传感器,并对该传感器进行了静态标定和动态标定,获得了其性能参数。主要研究内容有：(1)LGS晶片的制备工艺研究。制作LGS传感器的重要前提是获取具有确定灵敏度系数的xy切型和yx切型压电晶片。本文基于压电晶体切削实验得到了主轴转速与进给速度优化工艺参数,获得了设计尺寸与表面参数均符合要求的晶片。完成了对晶片各个晶轴方向的标定,为单元晶组的制作过程中晶片方向的定位提供依据。(2)LGS晶体压电效应研究。通过对比石英晶体,从微观结构上研究LGS压电效应。自主开发设计了一套晶片压电系数测量设备,完成了晶片压电系数的标定,实验表明LGS-xy切型的压电系数是5.5pC/N, LGS-yx切型的压电系数是11.0pC/N。(3)LGS与石英压电传感器性能对比研究。本课题开发了结构相同的LGS压电传感器和石英压电传感器,设计并搭建了静态及动态标定实验平台,分别对集成后压电传感器进行静态与动态标定实验。分别得到了传感器的线性度、重复性、向间干扰、刚度和固有频率性能指标。经标定实验得到LGS传感器的最大线性度0.21%、重复性误差0.53%、一阶固有频率5106.56Hz；石英传感器的最大线性度0.74%、重复性误差1.16%、一阶固有频率4907.18Hz。本课题的基础研究成果及以新型压电材料为力敏元件的高性能测力传感器,可为航空领域高超声速气动力风洞测量实验任务服务,还可以满足高精密数控机床切削力实时监控、航天火箭发动机推力矢量动态测量等领域的测试需求,为我国的重点行业发展提供有力的技术支撑。