近年来，数控机床技术得到了飞速的发展。高速车削中心和车铣复合加工中心是由诸多功能部件在床身上集装而成，其中，高速车削电主轴和高速车削刀具的发展较快。国内外主流的高档数控车床的主轴转速在6000～8000rpm，车削电主轴的最高转速已达到20000rpm。但是，加持工件的动力卡盘仍是一个薄弱点。其中，限制动力卡盘转速提高的主要因素之一，是高速离心力导致的动力卡盘的强度失效和夹紧力不足。动力卡盘的高速破坏性表明，卡盘和高速机构强度失效时的最高转速远高于夹紧力不足时的最高转速，因此，夹紧力不足是制约动力卡盘转速提高和造成不安全因素的最关键原因。所以，人们迫切需要一种能够长期在线监测卡盘夹紧力随卡盘转速变化的监测系统，该系统可以保证人们对卡盘在不同转速下的夹紧力性能有一个实时的了解。文章首先确定了传感器的形状；并运用ANSYS软件，对夹紧力传感器进行建模，分析它的应力应变特性，寻找传感器的应变敏感点，确定传感器应变片的贴片方法和电桥桥路选择；完成其尺寸的优化设计，提高传感器的灵敏度，以得到合理的内径和外径比；模拟高速旋转情况下离心力对传感器自身的影响大小。其次，对传感器调制发射电路进行研究。考虑到测量装置安装在高速旋转的机械卡盘上，传感器采集的信号必须通过无线方式传递出去。因此，需要研究适合高速旋转状态下，仍然可靠的供电模式。同时，研究如何实现信号的良好发射，使整个系统高效、低耗。研究测速电路的实现。之后，研究数字信号的无线接收、单片机与PC机的串口通讯。并用C++编写系统软件，实现系统的数据收集、温度补偿、标度变换和记录，实时显示夹紧力随卡盘转速的变化曲线。最后，把传感器、硬件电路和软件系统组合调试、标定，并进行实验验证。真实完成动力卡盘的在线监测任务，并将理论分析和实测结果进行对比，评测实验结果。