[发明专利]用于超重力环境下传感器轴向压力标定系统及方法

权利要求书

1.用于超重力环境下传感器轴向压力标定系统，其特征在于，包括离心机、承载模块、监测单元、动力单元、数据采集单元以及数据分析单元(16)，待标定传感器安装在承载模块上，承载模块设置在离心机的一侧吊篮(34)内，通过离心机模拟超重力环境；所述动力单元包括液压油缸(29)、液压油泵(1)、控制系统(2)和电力系统(3)，液压油缸(29)固定设置在承载模块上，用以为待标定传感器提供轴向压力动力来源；所述数据分析单元(16)用以分析待标定传感器的数值；

所述承载模块包括从上至下依次设置的顶板(4)、压板(5)和底板(6)，顶板(4)与压板(5)和底板(6)之间贯穿设置有多根拉力钢柱(7)，压板(5)与拉力钢柱(7)之间通过直线滚珠轴承(8)连接；液压油缸(29)的压杆伸出并穿过顶板(4)，通过球头基座(9)固定，底板(6)上设置多个环向围压桶(11)和一个对比底座(30)，环向围压桶(11)内部安装待标定传感器的承载底座(13)，压板(5)的下底面上还设置有多个压头(12)，压头(12)与围压桶(11)上下相对设置，通过压头(12)对围压桶(11)施加压力，压头(12)负责将集中轴向荷载分配到多个待标定传感器上方；

所述监测单元包括小轮辐式压力传感器(17)，大轮辐式压力传感器(28)，薄膜式柔性压力传感器(18)，振动加速度传感器(19)，分布式光纤光栅条形传感器(20)，应变片(21)和拉线位移传感器(22)；分布式光纤光栅条形传感器(20)用于测量离心机在运行过程中机器自身振动的频率与峰值；应变片(21)用于监测液压油缸(29)在运行过程中的多根拉力钢柱的应变情况；拉线位移传感器(22)用于监测压板(5)的位移；振动加速度传感器(19)用于监测承载模块在离心机高速运行过程中的振动情况以及离心机转臂的振动情况；大轮辐式压力传感器(28)用于监测液压油缸(29)在运行过程中的总压力；小轮辐式压力传感器(17)用于监测每个环向围压桶(11)上方的压力；薄膜式柔性压力传感器(18)用于监测环向围压桶(11)内部压头(12)作用在承载底座(13)上方的瞬间冲击荷载。

2.根据权利要求1所述的用于超重力环境下传感器轴向压力标定系统，其特征在于：所述小轮辐式压力传感器(17)安装在对比底座(30)上方以及压头(12)与压板(5)之间；安装在对比底座(30)上的小轮辐式压力传感器(17)仅承受超重力的作用；压头(12)和压板(5)之间的小轮辐式压力传感器(17)用于监测超重力压力状态下的待标定传感器的真实受力情况；

所述大轮辐式压力传感器(28)安装在球头基座(9)与压板(5)之间，用于监测液压油缸的动作推出的力的大小；

所述薄膜式柔性压力传感器(18)安装在承载底座(13)上以及对比底座(30)上方的小轮辐式压力传感器(17)上方，安装在承载底座(13)上的薄膜式柔性压力传感器(18)用于监测动态荷载，安装在对比底座(30)上的薄膜式柔性压力传感器(18)仅用于对比分析；

所述振动加速度传感器(19)安装在底板(6)的四个侧边的边缘上、吊篮(34)以及离心机转臂(35)的侧面上，用于共同监测振动在不同构件上的情况以此用于评判振动对整个标定过程中的影响；

所述分布式光纤光栅条形传感器(20)安装在离心机的的转臂(35)上；

所述应变片(21)安装在顶板(4)与压板(5)以及压板(5)与底板(6)之间的拉力钢柱(7)上，并在同一高度上，用于监测运行过程中拉力钢柱(7)上的拉力变化；

所述拉线位移传感器(22)安装在顶板(4)与压板(5)之间，用于监测压板(5)的位移变化。

3.根据权利要求1所述的用于超重力环境下传感器轴向压力标定系统，其特征在于：所述顶板(4)采用挤压方式制作，从上至下依次包括第一顶板(401)、第二顶板(402)、第三顶板(403)，第一顶板(401)和第三顶板(403)上设置有相互配合的凹凸结构，第一顶板(401)和第三顶板(403)均采用Q690D高强钢板，第二顶板(402)为采用聚二甲基硅氧烷制作的柔性平面板。