一種動(dòng)態(tài)力傳感器自動(dòng)校準(zhǔn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于計(jì)量檢測(cè)、動(dòng)態(tài)力檢測(cè)校準(zhǔn)領(lǐng)域，具體涉及一種動(dòng)態(tài)力傳感器自動(dòng)校準(zhǔn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]動(dòng)態(tài)力傳感器廣泛應(yīng)用于航天、航空、兵器、船舶、汽車、機(jī)械制造等領(lǐng)域，常作為監(jiān)測(cè)、控制和動(dòng)態(tài)測(cè)試試驗(yàn)的數(shù)據(jù)來源；現(xiàn)有動(dòng)態(tài)力傳感器常以靜態(tài)校準(zhǔn)時(shí)的結(jié)果作為動(dòng)態(tài)測(cè)試的依據(jù)，其缺點(diǎn)在于:將靜態(tài)校準(zhǔn)結(jié)果用于動(dòng)態(tài)測(cè)試中存在很大的誤差。
[0003]目前動(dòng)態(tài)測(cè)試方面主要采用正弦激勵(lì)、階躍激勵(lì)和脈沖激勵(lì)等方法進(jìn)行校準(zhǔn)，現(xiàn)有的沖擊式動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)裝置采用自由下落的重錘與力傳感器碰撞產(chǎn)生動(dòng)態(tài)力，存在沖擊帶寬上限不足(IkHz?1.5kHz)，校準(zhǔn)頻率范圍有限的缺點(diǎn)?，F(xiàn)有的階躍式動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)裝置采用快速卸荷的方法產(chǎn)生負(fù)階躍力，其缺點(diǎn)在于，產(chǎn)生的負(fù)階躍力壓力高脈寬小，校準(zhǔn)時(shí)易損壞傳感器膜片。現(xiàn)有正弦力動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置主要采用激光干涉儀直接測(cè)量的方法進(jìn)行測(cè)量，例如中國(guó)專利ZL201110110236.7公開的一種激光絕對(duì)法動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)裝置；由于激光校準(zhǔn)裝置價(jià)格昂貴，一般用于標(biāo)準(zhǔn)傳感器的校準(zhǔn)，不適宜工作用動(dòng)態(tài)力傳感器批量校準(zhǔn)。同時(shí)傳統(tǒng)正弦力校準(zhǔn)方法質(zhì)量塊產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)力直接作用在參考加速度計(jì)上，如中國(guó)專利ZL201410009950.0公開的扁平式壓力傳感器動(dòng)態(tài)高壓校準(zhǔn)裝置；這會(huì)使得參考加速度計(jì)靈敏度發(fā)生非預(yù)期的變化，造成參考加速度計(jì)的標(biāo)定靈敏度與實(shí)際使用不同，從而產(chǎn)生附加誤差。此外，目前動(dòng)態(tài)力傳感器采用手工逐點(diǎn)校準(zhǔn)、手工記錄數(shù)據(jù)、手工錄入證書的方式進(jìn)行校準(zhǔn)，出具證書周期長(zhǎng)，工作效率低下，尤其是在批量校準(zhǔn)時(shí)，這類問題尤其突出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種動(dòng)態(tài)力傳感器自動(dòng)校準(zhǔn)裝置，它通過隔振增頻機(jī)構(gòu)，隔離環(huán)境振源，提高系統(tǒng)諧振頻率，采用特制校準(zhǔn)質(zhì)量塊減小質(zhì)量塊上加速度分布不均帶來的影響，通過控制程序?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)力傳感器自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)校準(zhǔn)、證書自動(dòng)錄入，在保證校準(zhǔn)準(zhǔn)確度的同時(shí)，提高了動(dòng)態(tài)力傳感器的校準(zhǔn)工作效率，適用于工作動(dòng)態(tài)力傳感器的校準(zhǔn)，尤其是批量校準(zhǔn)。
[0005]本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的:一種動(dòng)態(tài)力傳感器自動(dòng)校準(zhǔn)裝置，它包括校準(zhǔn)振動(dòng)裝置和校準(zhǔn)信號(hào)采集控制系統(tǒng)，其特征在于，它還包括與校準(zhǔn)信號(hào)采集控制系統(tǒng)相連的證書審核打印系統(tǒng)；
[0006]所述校準(zhǔn)振動(dòng)裝置包括從下向上依次相連的混凝土基座、隔振增頻機(jī)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)、參考加速度計(jì)內(nèi)置機(jī)構(gòu)和校準(zhǔn)質(zhì)量塊，所述混凝土基座與地基固結(jié)在一起，被校動(dòng)態(tài)力傳感器連接在參考加速度計(jì)內(nèi)置機(jī)構(gòu)和校準(zhǔn)質(zhì)量塊之間；所述標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)的臺(tái)面、參考加速度計(jì)、被校動(dòng)態(tài)力傳感器和校準(zhǔn)質(zhì)量塊安裝同軸度小于0.2mm ;
[0007]所述校準(zhǔn)信號(hào)采集控制系統(tǒng)包括信號(hào)采集控制模塊以及分別與信號(hào)采集控制模塊電連接的多通道電荷放大器和功率放大器，功率放大器與標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)的控制信號(hào)輸入端相連，多通道電荷放大器與參考加速度計(jì)內(nèi)置機(jī)構(gòu)中的參考加速度計(jì)電連接，信號(hào)采集控制模塊還與被校動(dòng)態(tài)力傳感器電連接；
[0008]所述證書審核打印系統(tǒng)包括控制程序PC、證書服務(wù)器、證書審核PC、證書打印機(jī)以及通過USB接口與控制程序PC相連的二維條碼掃描槍，所述控制程序PC通過網(wǎng)接口分別與證書服務(wù)器和信號(hào)采集控制模塊鏈接，證書服務(wù)器又分別通過網(wǎng)接口與證書審核PC和證書打印機(jī)鏈接，證書審核PC和證書打印機(jī)則通過局域網(wǎng)鏈接。
[0009]所述信號(hào)采集控制模塊包括動(dòng)態(tài)力傳感器自動(dòng)識(shí)別模塊、ICP信號(hào)調(diào)理器、信號(hào)采集模塊、控制模塊、信號(hào)發(fā)生器模塊、溫濕度采集模塊和切換電路；
[0010]所述信號(hào)采集模塊的第一、第二輸入端對(duì)應(yīng)電連接于多通道電荷放大器第一、第二輸出端，信號(hào)采集模塊的第三輸入端與ICP信號(hào)調(diào)理器的輸出端電連接；
[0011]所述信號(hào)采集控制模塊的輸出端和輸入端分別電連接于切換電路和被校動(dòng)態(tài)力傳感器的輸出端；切換電路根據(jù)校動(dòng)態(tài)力傳感器的類型自動(dòng)將被校動(dòng)態(tài)力傳感器的輸出信號(hào)切換至第一通道或第二通道，第一通道連接于多通道電荷放大器的輸入端，第二通道連接于ICP信號(hào)調(diào)理器的輸入端；
[0012]所述信號(hào)發(fā)生器模塊的輸出端電連接于功率放大器的輸入端，信號(hào)發(fā)生器模塊通過廣生單頻、掃頻、及隨機(jī)?目號(hào)來控制標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)頻率；
[0013]所述控制模塊通過網(wǎng)接口與控制程序PC鏈接；所述溫濕度采集模塊還包括一個(gè)溫濕度探頭。
[0014]所述混凝土基座上端開設(shè)有4個(gè)周向均勻布的圓柱孔，所述圓柱孔內(nèi)嵌套有導(dǎo)桿連接套。
[0015]所述隔振增頻機(jī)構(gòu)包括底板、4根導(dǎo)桿和4根壓縮彈簧；所述底板上設(shè)有4個(gè)周向均勻排布的圓柱孔以及四根周向均勻排布的用于連接準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)的安裝支柱，所述圓柱孔內(nèi)上端、下端分別通過過盈配合方式嵌套有導(dǎo)套；
[0016]所述導(dǎo)桿下端通過過盈配合方式與導(dǎo)桿連接套連接，導(dǎo)桿上端與導(dǎo)套形成間隙配合，導(dǎo)桿頂部設(shè)有螺紋孔并與壓緊帽連接，所述壓緊帽位于同軸兩導(dǎo)套之間以限制底板垂直方向位移；所述壓縮彈簧穿過導(dǎo)桿，一端壓在導(dǎo)桿下端的軸肩上，另一端頂住導(dǎo)套。
[0017]所述參考加速度計(jì)內(nèi)置機(jī)構(gòu)包括用于固定參考加速度計(jì)的傳感器安裝支座，所述參考加速度計(jì)安裝在傳感器安裝支座內(nèi)并與內(nèi)表面緊密貼合；所述傳感器安裝支座安裝在標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)的臺(tái)面上，被校動(dòng)態(tài)力傳感器安裝在傳感器安裝支座的上方。
[0018]優(yōu)選的是:所述隔振增頻機(jī)構(gòu)上安裝的壓縮彈簧采用相同彈性系數(shù)和相同高度的YA型壓縮彈簧，它的彈性系數(shù)根據(jù)彈簧振子周期計(jì)算公式計(jì)算。所述隔振增頻機(jī)構(gòu)的底板質(zhì)量為所述校準(zhǔn)質(zhì)量塊質(zhì)量的2000倍以上。
[0019]所述校準(zhǔn)質(zhì)量塊采用粉末冶金方法，再利用模具壓制燒結(jié)而成的重質(zhì)合金材料制成，校準(zhǔn)質(zhì)量塊底部中心還開設(shè)有螺紋孔，所述螺紋孔通過電火花加工制成。
[0020]優(yōu)選的是:所述重質(zhì)合金材料包括鎢、銅、鎳及其他金屬材料，按照質(zhì)量百分比含量:鎢含量為80 %?85 %，銅含量為5 %?10 %，其余為鎳。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在以下方面:
[0022]1、采用隔振增頻機(jī)構(gòu)，隔離環(huán)境振動(dòng)，提高系統(tǒng)諧振頻率，增大了動(dòng)態(tài)力傳感器的校準(zhǔn)頻率范圍，減小了振動(dòng)臺(tái)的橫向振動(dòng)比對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果的影響；
[0023]2、采用粉末冶金燒制成的特制重質(zhì)合金質(zhì)量塊，材質(zhì)致密，密度均勻，體積較小，提高了質(zhì)量塊上的加速度分布均勻性，減小了質(zhì)量塊上加速度分布不均對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果的影響；
[0024]3、通過參考加速度計(jì)內(nèi)置機(jī)構(gòu)避免了動(dòng)態(tài)力直接作用在參考加速度計(jì)上帶來的附加誤差；
[0025]4、通過控制程序、控制信號(hào)采集控制模塊設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)力傳感器自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)校準(zhǔn)、證書自動(dòng)錄入、證書自動(dòng)打印等功能，具有單頻逐點(diǎn)校準(zhǔn)、掃頻信號(hào)校準(zhǔn)、隨機(jī)信號(hào)校準(zhǔn)三種模式，自動(dòng)校準(zhǔn)采用多次平均消除隨機(jī)誤差，省去傳統(tǒng)校準(zhǔn)方法采用人工校準(zhǔn)、人工錄入證書等環(huán)節(jié)，校準(zhǔn)時(shí)間大大縮短，提高了校準(zhǔn)工作效率；
[0026]5、與激光絕對(duì)法校準(zhǔn)裝置相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，更易于操作，同時(shí)校準(zhǔn)價(jià)格僅為激光絕對(duì)法校準(zhǔn)的1/3，適用于工作動(dòng)態(tài)力傳感器的校準(zhǔn)，尤其適用于工作動(dòng)態(tài)力傳感器的批量校準(zhǔn)。
【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2是本發(fā)明的混凝土基座剖面結(jié)構(gòu)放大圖。
[0029]圖3是本發(fā)明的混凝土基座俯視圖。
[0030]圖4是本發(fā)明的隔振增頻機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖5是本發(fā)明導(dǎo)桿和壓緊帽的安裝結(jié)構(gòu)剖面圖。
[0032]圖6是本發(fā)明底板和導(dǎo)套的安裝結(jié)構(gòu)剖面圖。
[0033]圖7是本發(fā)明參考加速度計(jì)內(nèi)置機(jī)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖8是本發(fā)明參考加速度計(jì)內(nèi)置機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)剖面圖。
[0035]圖9是本發(fā)明控制信號(hào)采集控制模塊的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0036]在圖中，1、混凝土基座2、隔振增頻機(jī)構(gòu)3、標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)4、參考加速度計(jì)內(nèi)置機(jī)構(gòu)5、被校動(dòng)態(tài)力傳感器6、校準(zhǔn)質(zhì)量塊7、多通道電荷放大器8、信號(hào)采集控制模塊9、功率放大器10、控制程序PC 11、證書服務(wù)器12、證書審核PC 13、證