[实用新型]微型三维力传感器标定装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种压力传感器测试装置，具体地说，涉及一种可以实现对微型传感器的三个方向进行静态标定的装置。

背景技术

传感器技术是现代测量和自动化系统的重要技术之一。而压力传感器更是比较常用的一种传感器，压力传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定可靠、成本低、便于集成化的优点。目前，压力传感器研究和发展的方向是微型压力传感器以及多维力传感器，这类微型、多维力传感器被广泛用于航天、医疗、机器人、工业自动化中。

传感器的测量精度是评定传感器最重要的性能指标之一，其误差包括随机误差和系统误差。对于微型压力传感器而言，其随机误差主要由内部信号处理电路、量化误差、外界干扰等因素引起；系统误差主要由标定系统的标定精度所决定。微型传感器本身结构精密，受力接触点较小，因此传感器标定装置的设计研究至关重要，其标定精度将直接影响其使用时的测量精度。目前，用于微型压力传感器的标定装置比较少，可以用于多维力传感器的标定的装置更加的少。传统的通过调整载荷传递绳索与水平面之间的角度来改变施加载荷的方向，这种方法具有较大的方向误差，将直接影响标定精度。中国科学院合肥物质科学研究院研制了一种中等量程的六维力传感器标定装置，专利号为CN 101571441A，可以实现对中等量程的传感器进行标定，但是对于小量程的传感器标定精度会降低，而且这种装置不具有通用性，对于其他类型的多维力传感器可能无法标定。而对于有的多维力传感器不用于测量扭矩，例如二维力、三维力传感器，因此只需要标定三个方向的力就可以满足要求，而使用传统的多维力标定平台比较繁琐，使得整个标定装置会降低。

发明内容

本实用新型是要解决现有技术中存在的传感器标定装置通用性差，无法对小量程传感器进行标定的技术问题，而提供一种微型三维力传感器标定装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种微型三维力传感器标定装置，包括基座、底盘、加载盘、平板砝码、挂钩砝码、悬重线，应变仪，其特点是：基座和底盘通过螺栓连接，且基座和底盘相互垂直，基座上设有固定连接传感器的连接螺孔，所述加载盘下面圆柱体内开有连接传感器的盲孔。

在标定水平面内x、y方向的力时，底盘固定在水平面上，传感器固定在基座上，悬重线一端拴在传感器的凸台上，另外一端连接挂钩砝码，传感器连接应变仪。

在标定垂直平面内z方向的力时，基座水平放置在水平面上传感器固定在基座上，加载盘放在传感器的凸台上面,且加载盘上面的盲孔与传感器上的凸台过渡配合连接，加载盘上面放置平板砝码，传感器连接应变仪。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型结构简单，操作方便，实现对微型力传感器的高精度标定；采用悬挂砝码和托盘，标定精度高。

附图说明

图1是三维力传感器标定装置的结构主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1中的A向视图；

图4是水平面上x方向或y方向标定示意图；

图5是垂直面上z方向标定示意图；

图6是加载盘剖视图；

图7是微型骨骼二维应力传感器剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1至图5所示，本实用新型的微型三维力传感器标定装置，包括基座1、底盘2、加载盘3、螺栓4、平板砝码5、挂钩砝码6、悬重线7、应变仪8、传感器9。

基座1和底盘2通过螺栓4连接，且基座1和底盘2相互垂直，基座1上设有固定连接传感器9的连接螺孔，加载盘3下面圆柱体内开有连接传感器9的盲孔（图6）。

下面以微型骨骼二维应力传感器为例，对标定方法和步骤进行说明，微型骨骼二维应力传感器结构示意图如图7所示，微型骨骼二维应力传感器可以实现对骨骼的轴向拉压力和径向剪切力的测量，因此需要对轴向和径向两个方向进行标定。

为了实现对水平面内x、y方向的力作标定，采取如下的技术方案：

如图4所示，由于x方向和y方向所标定的力仅在方向上相差90°，只需要将传感器9转换一个90°的方向，既可以实现对x方向和y方向的标定。标定步骤如下：