[发明专利]一种力传感器的半正弦准静态标定装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种力传感器的标定装置，特别是一种力传感器的半正弦准静态标定装置。

背景技术

目前力传感器的标定装置一般包括砝码、油缸、液压油、压力阀、液压缸。对力传感器的标定通常采用静态标定法，给力传感器加载一定质量的砝码使其保持受力平稳，而实际测试过程中传感器的受力情况大多数为动态，类似半正弦波的力脉冲。基于力传感器的响应特性，静态标定的灵敏度测试动态受力情况，存在一定的测量误差。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种力传感器的半正弦准静态标定装置，解决力传感器静态标定动态测量带来的测量误差问题。

一种力传感器的半正弦准静态标定装置，包括：油缸、液压油、压力阀、液压缸，还包括：重锤、活塞、活塞适配器、校准计和支架。油缸置于水平平台，活塞适配器为带外螺纹的圆筒结构，所述活塞适配器与油缸顶部螺纹连接，液压油置于油缸内，活塞置于活塞适配器内；压力阀与油缸固定连接，压力阀出油口与液压缸进油口相通，液压缸与支架螺钉连接，校准计与液压缸螺栓连接，待标定传感器与校准计螺栓连接，重锤悬置于活塞之上。

力传感器的半正弦准静态标定装置利用半正弦力脉冲对力传感器进行标定。这个半正弦的力脉冲由重锤产生，重锤由高处自由下落撞击油缸上的活塞压缩油缸内的液压油,将重锤动能逐渐转变为油缸内液压油的压力势能,当动能减为零时活塞停止运动,压力达到峰值;被压缩的液压油膨胀推动活塞及重锤向上运动,压力也逐渐降低,直到活塞恢复到起始位置,压力也恢复到零。整个过程产生一个半正弦型压力脉冲。压力脉冲通过液压油，作用于液压缸的内置活塞，使液压缸的活塞产生推力，将压力脉冲转变成力脉冲，提供力的激励源。激励源作用于校准计和待标定力传感器，使两者输出一定的响应值。校准计用于测量力脉冲，必须经过国家相关计量部门计量。对校准计和待标定力传感器的输出值进行比对计算，得出待标定力传感器的标定灵敏度。假设校准计测得力的大小为a，待标定传感器输出电压为v₀，零漂为b，则待标定的传感器灵敏度k=(a-b)/v₀。实现了力传感器的半正弦准静态标定。

该装置不同于目前的静态标定装置，利用重锤产生的力脉冲对力传感器进行准静态标定，在一定程度上减小了动态测量误差。

附图说明

图1 一种力传感器的半正弦准静态标定装置的结构示意图。

1.重锤  2.活塞  3.活塞适配器  4. 油缸  5.液压油  6.压力阀  7.支架  8.液压缸 

9.校准计。 

具体实施方式

一种力传感器的半正弦准静态标定装置，包括：油缸4、液压油5、压力阀6、液压缸8，还包括：重锤1、活塞2、活塞适配器3、校准计9和支架7。油缸4置于水平平台，活塞适配器3为带外螺纹的圆筒装置，所述活塞适配器3与油缸4顶部螺纹连接，液压油5置于油缸4，活塞2置于活塞适配器3内；压力阀6与油缸4固定连接，压力阀6出油口与液压缸8进油口相通，液压缸8用螺钉水平固定在支架7上，校准计9与液压缸8螺栓连接，待标定传感器与校准计9螺栓连接，重锤1悬置于活塞2之上。

力传感器的半正弦准静态标定装置利用半正弦力脉冲对力传感器进行标定。这个半正弦的力脉冲由重锤1产生，重锤1由一定高度自由下落撞击油缸4上的活塞2，压缩油缸内的液压油5,将重锤1动能逐渐转变为油缸4内液压油5的压力势能,当动能减为零时活塞2停止运动,压力达到峰值;被压缩的液压油5膨胀推动活塞2及重锤1向上运动,压力也逐渐降低,直到活塞2恢复到起始位置,压力也恢复到零。整个过程产生一个半正弦型压力脉冲。压力脉冲通过导压介质液压油5，作用于液压缸8的内置活塞，使液压缸8的活塞产生推力，将压力脉冲转变成力脉冲，提供力的激励源。所产生的力脉冲的宽度及峰值可以控制：峰值由重锤1的势能决定，通过重锤1的高度或质量来控制力的峰值；脉冲宽度由活塞2横截面的面积来控制，活塞2的横截面积通过更换不同内径的活塞适配器3来实现。力脉冲作用于校准计9和待标定力传感器，使两者输出一定的响应值。校准计9用于测量力脉冲，必须经过国家相关计量部门计量。对校准计9和待标定力传感器的输出值进行比对计算，得出待标定力传感器的灵敏度。假设校准计测得力的大小为a，待标定传感器输出电压为v₀，零漂为b，则待标定的传感器灵敏度k=(a-b)/v₀。实现了力传感器的半正弦准静态标定。