專利名稱：一種薄膜測力傳感器高速動態(tài)標定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種薄膜測力傳感器高速動態(tài)標定裝置。
背景技術(shù)：
近年來，由于客戶需求的變化和惡劣的經(jīng)濟形勢等因素的影響，迫使OEM生產(chǎn)商必須生產(chǎn)出更纖巧、更經(jīng)濟實惠的產(chǎn)品，這也令設(shè)計師必須研發(fā)出能滿足日益狹小空間需求的部件。在這種困難的情況下，即使如力傳感器這樣的微小元件也會對是否能成功開發(fā)解決方案產(chǎn)生非常大的影響。這時候就需要一種靈活而精確的薄膜測力傳感器，例如 Flexiforce 傳感器。由于上述薄膜測力傳感器是柔性的，因此，在相同的負荷下，即使是壓力分布的改變也會改變此類傳感器的輸出。故而，適用于對薄膜測力傳感器進行力靈敏度標定的標定裝置，應(yīng)確保在其有效區(qū)域的負載均勻分布，以保證獲取準確和重復(fù)性好的測力數(shù)據(jù)。另外，由于加載對于這種薄膜測力傳感器有時效作用，例如1、連續(xù)的加載，會使傳感器的輸出慢慢增大；2、連續(xù)多次加載相同的負荷，會使傳感器的輸出逐次遞增；3、加載時間越長，且多次加載的間隔時間越短，會使傳感器的輸出變化越大。因此，供應(yīng)商一般會要求在薄膜測力傳感器使用前先進行“適應(yīng)使用”，即在傳感器校準和使用前，采用110%的力加在傳感器上，使傳感器穩(wěn)定后，再卸載，并重復(fù)這個過程四到五次。然而，往往在很多薄膜測力傳感器試驗前，無法對其進行上述“適應(yīng)使用”，而且用經(jīng)過“適應(yīng)使用”的薄膜測力傳感器標定參數(shù)來進行沒有經(jīng)過“適應(yīng)使用”的薄膜測力傳感器試驗，會導致試驗結(jié)果的誤差增大?，F(xiàn)有技術(shù)中用于薄膜測力傳感器的標定方案是氣壓的靜態(tài)標定，但是這種標定方案無法滿足薄膜測力傳感器動態(tài)試驗的需求，也無法實現(xiàn)未經(jīng)“適應(yīng)使用”的薄膜測力傳感器的標定、校準。鑒于上述原因，現(xiàn)在迫切需要對薄膜測力傳感器的標定方案進行改進，以滿足其標定要求。

實用新型內(nèi)容為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型旨在提供一種薄膜測力傳感器高速動態(tài)標定裝置，以實現(xiàn)在高速動態(tài)試驗中對未經(jīng)“適應(yīng)使用”的薄膜測力傳感器進行標定、校準，從而得到準確的測量數(shù)據(jù)。本實用新型所述的一種薄膜測力傳感器高速動態(tài)標定裝置，包括一上支撐板、一底座、一水平調(diào)整平臺、一用于放置薄膜測力傳感器的力傳感器、一導向襯套和一沖擊圓柱，其中，所述上支撐板與所述底座平行設(shè)置，并通過若干立柱固定連接在該底座上方，且所述上支撐板上表面的中心位置設(shè)有一用于嵌置所述導向襯套的通孔；[0014]所述水平調(diào)整平臺通過一端球面軸承活動連接在所述底座的中心位置；所述力傳感器設(shè)置在所述水平調(diào)整平臺的上表面并與所述導向襯套相對應(yīng)的位置，且該力傳感器的上表面與所述導向襯套垂直；所述沖擊圓柱的底端呈漸縮的圓臺狀，且其底面的直徑小于所述薄膜測力傳感器的有效感應(yīng)區(qū)域的直徑，該沖擊圓柱的外徑的最大值與所述導向襯套的內(nèi)徑相匹配。在上述的薄膜測力傳感器高速動態(tài)標定裝置中，所述水平調(diào)整平臺的上表面穿設(shè)有若干用于調(diào)節(jié)所述力傳感器的上表面與導向襯套的垂直度的調(diào)整螺栓。在上述的薄膜測力傳感器高速動態(tài)標定裝置中，所述螺栓的數(shù)量為三個，且所述三個螺栓均勻設(shè)置在所述水平調(diào)整平臺的上表面。在上述的薄膜測力傳感器高速動態(tài)標定裝置中，所述立柱的數(shù)量為三根，且所述三根立柱均布在所述上支撐板與底座之間。在上述的薄膜測力傳感器高速動態(tài)標定裝置中，所述力傳感器的上表面設(shè)有用于粘接所述薄膜測力傳感器的膠帶。在上述的薄膜測力傳感器高速動態(tài)標定裝置中，所述沖擊圓柱的底面直徑小于 9. 5mmο在上述的薄膜測力傳感器高速動態(tài)標定裝置中，所述沖擊圓柱的底面直徑為9mm。在上述的薄膜測力傳感器高速動態(tài)標定裝置中，所述沖擊圓柱為橡膠材質(zhì)制成。由于采用了上述的技術(shù)解決方案，本實用新型采用沖擊的方式，即通過沖擊圓柱碰撞薄膜測力傳感器表面的有效感應(yīng)區(qū)域，從而得到較窄的加載曲線，以實現(xiàn)對薄膜測力傳感器的標定。本實用新型還通過采用導向襯套，對沖擊圓柱的運動方向進行導向，以及通過水平調(diào)整平臺，調(diào)整沖擊圓柱與薄膜測力傳感器表面垂直度，從而保證加載力方向垂直于薄膜測力傳感器表面，有效避免產(chǎn)生剪切力。另外，由于本實用新型中沖擊圓柱的下落由人工控制，因此，只需控制加載的時間寬度和加載的間隔，即可適應(yīng)在高速動態(tài)試驗中對薄膜測力傳感器進行標定，同時也能有效減小負載對于薄膜測力傳感器的時效作用。

圖1是本實用新型一種薄膜測力傳感器高速動態(tài)標定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型一種薄膜測力傳感器高速動態(tài)標定裝置中沖擊圓柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型的具體實施例進行詳細說明。請參閱圖1、圖2，本實用新型，即一種薄膜測力傳感器高速動態(tài)標定裝置，包括一上支撐板1、一底座7、一水平調(diào)整平臺4、一力傳感器3、一導向襯套2和一沖擊圓柱8。上支撐板1與底座7平行設(shè)置，并通過三根均布的立柱6固定連接在該底座7上方，且上支撐板1的上表面的中心位置設(shè)有一用于嵌置導向襯套2的通孔(圖中未示)。水平調(diào)整平臺4通過一端球面軸承(或稱角支軸承或關(guān)節(jié)軸承)(圖中未示)活動連接在底座7的中心位置，并可以在該端球面軸承的轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)自由傾斜(由于端面球軸承是一個使用球形內(nèi)環(huán)的自動調(diào)心滑動軸承，因此能實現(xiàn)無間隙且極其平滑的旋轉(zhuǎn)與擺
4動運動)，且水平調(diào)整平臺4的上表面均勻穿設(shè)有三個調(diào)整螺栓5。沖擊圓柱8的底端呈漸縮的圓臺狀，且其底面的直徑小于薄膜測力傳感器的有效感應(yīng)區(qū)域的直徑；沖擊圓柱8的外徑的最大值與導向襯套2的內(nèi)徑相匹配，以使沖擊圓柱8 能插入導向襯套2中，并通過導向襯套2實現(xiàn)對其運動方向的導向。在本實施例中，沖擊圓柱8的外徑的最大值為20mm，薄膜測力傳感器的有效感應(yīng)區(qū)域的直徑約為9. 5mm，沖擊圓柱 8的底面直徑為9mm，沖擊圓柱8為橡膠材質(zhì)制成。力傳感器3設(shè)置在水平調(diào)整平臺4的上表面且與導向襯套2相對應(yīng)的位置，并通過調(diào)節(jié)三個調(diào)整螺栓5以確保該力傳感器3的上表面與導向襯套2垂直，即與沖擊圓柱8 的運動方向垂直。在本實施例中，力傳感器3采用應(yīng)變電橋式的結(jié)構(gòu)，能起到測量沖擊力的作用；需要校準的薄膜測力傳感器設(shè)置在力傳感器3的上表面，具體來說，即在力傳感器3 的上表面貼一塊粘性較小的膠帶(圖中未示)，使膠面朝上，從而使薄膜測力傳感器固定連接在其表面，而且易于摘取。本實用新型的具體操作過程如下1、把沖擊圓柱8的頂端，即圓柱狀的一頭，插入導向襯套2，使其接觸力傳感器3。2、通過三個調(diào)整螺栓5，調(diào)節(jié)水平調(diào)整平臺4的傾斜度，使沖擊圓柱8的頂面和力傳感器3的上表面平行，即接觸時沒有縫隙，以實現(xiàn)力傳感器3與導向襯套2的垂直度的調(diào)整，從而使沖擊圓柱8的底面，即垂直碰撞薄膜測力傳感器的表面。3、取走沖擊圓柱8。4、把薄膜測力傳感器放置在力傳感器3上，并使薄膜測力傳感器的有效感應(yīng)區(qū)域的中心和導向襯套2的中心在同一條軸線上，具體來說，可先在力傳感器3上設(shè)置位置標記，再手工放置薄膜測力傳感器，以實現(xiàn)兩者的中心同軸。5.把沖擊圓柱8的底端，即圓臺狀的一頭，插入導向襯套2，用手提著；由于標定的評判是力傳感器3的力值曲線和薄膜測力傳感器的力值曲線重合，力值曲線的寬度約1/30 秒，必須先通過連接力傳感器3的數(shù)采(即數(shù)據(jù)采集設(shè)備)讀取，待準備完畢，即可松開沖擊圓柱8，使其自由下落沖擊薄膜測力傳感器的表面，并可通過人工控制沖擊高度，即沖擊圓柱8下落的高度來調(diào)整沖擊力的大小。6、通過力傳感器3的讀數(shù)和薄膜測力傳感器的輸出，就可計算出薄膜測力傳感器的靈敏度，實現(xiàn)對薄膜測力傳感器的標定，即得到一條非線性的標定系數(shù)曲線。綜上所述，本實用新型具有下列優(yōu)點1、采用重力加速方式，手動控制沖擊圓柱8的自由下落高度，從而能便于控制沖擊言旨量。2、采用導向襯套2，能保證沖擊圓柱8運動方向的一致性。3、沖擊圓柱8的沖擊方向和薄膜測力傳感器表面的相對角度可調(diào)，從而能保證加載力方向垂直于薄膜測力傳感器表面，避免產(chǎn)生剪切力。4、只需將施加載荷的時間寬度控制在30ms以下，加載間隔控制在IOs以上，即可適合高速動態(tài)試驗，同時也能有效減小負載對于薄膜測力傳感器的時效作用。5、通過控制沖擊圓柱8底面的直徑，從而能在薄膜測力傳感器的有效感應(yīng)區(qū)域產(chǎn)生較為均勻的壓強，并確保薄膜測力傳感器的輸出。以上結(jié)合附圖實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說明對本實用新型做出種種變化例。因而，實施例中的某些細節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對本實用新型的限定，本實用新型將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種薄膜測力傳感器高速動態(tài)標定裝置，其特征在于，所述標定裝置包括一上支撐板、一底座、一水平調(diào)整平臺、一用于放置薄膜測力傳感器的力傳感器、一導向襯套和一沖擊圓柱，其中，所述上支撐板與所述底座平行設(shè)置，并通過若干立柱固定連接在該底座上方，且所述上支撐板上表面的中心位置設(shè)有一用于嵌置所述導向襯套的通孔；所述水平調(diào)整平臺通過一端球面軸承活動連接在所述底座的中心位置；所述力傳感器設(shè)置在所述水平調(diào)整平臺的上表面并與所述導向襯套相對應(yīng)的位置，且該力傳感器的上表面與所述導向襯套垂直；所述沖擊圓柱的底端呈漸縮的圓臺狀，且其底面的直徑小于所述薄膜測力傳感器的有效感應(yīng)區(qū)域的直徑，該沖擊圓柱的外徑的最大值與所述導向襯套的內(nèi)徑相匹配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜測力傳感器高速動態(tài)標定裝置，其特征在于，所述水平調(diào)整平臺的上表面穿設(shè)有若干用于調(diào)節(jié)所述力傳感器的上表面與導向襯套的垂直度的調(diào)整螺栓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄膜測力傳感器高速動態(tài)標定裝置，其特征在于，所述螺栓的數(shù)量為三個，且所述三個螺栓均勻設(shè)置在所述水平調(diào)整平臺的上表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄膜測力傳感器高速動態(tài)標定裝置，其特征在于，所述立柱的數(shù)量為三根，且所述三根立柱均布在所述上支撐板與底座之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄膜測力傳感器高速動態(tài)標定裝置，其特征在于，所述力傳感器的上表面設(shè)有用于粘接所述薄膜測力傳感器的膠帶。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄膜測力傳感器高速動態(tài)標定裝置，其特征在于，所述沖擊圓柱的底面直徑小于9. 5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄膜測力傳感器高速動態(tài)標定裝置，其特征在于，所述沖擊圓柱的底面直徑為9mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄膜測力傳感器高速動態(tài)標定裝置，其特征在于，所述沖擊圓柱為橡膠材質(zhì)制成。
專利摘要本實用新型涉及一種薄膜測力傳感器高速動態(tài)標定裝置，它包括一上支撐板、一底座、一水平調(diào)整平臺、一用于放置薄膜測力傳感器的力傳感器、一導向襯套和一沖擊圓柱，其中，所述力傳感器設(shè)置在所述水平調(diào)整平臺的上表面并與所述導向襯套相對應(yīng)的位置，且該力傳感器的上表面與所述導向襯套垂直；所述沖擊圓柱的底端呈漸縮的圓臺狀，且其底面的直徑小于所述薄膜測力傳感器的有效感應(yīng)區(qū)域的直徑，該沖擊圓柱的外徑的最大值與所述導向襯套的內(nèi)徑相匹配。本實用新型采用沖擊的方式，即通過沖擊圓柱碰撞薄膜測力傳感器表面的有效感應(yīng)區(qū)域，從而得到較窄的加載曲線，以實現(xiàn)對薄膜測力傳感器的標定。
文檔編號G01L25/00GK202057451SQ201120144969
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月9日
發(fā)明者劉兵, 蔡欣, 郭慶 申請人:延鋒偉世通汽車飾件系統(tǒng)有限公司