CN108132124A - 过零连续力传感器校准装置 - Google Patents

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梅红伟
孙凤举
高炳涛
李廷元
杨晓伟
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Abstract

本发明属于传感器校准技术领域，具体涉及一种过零连续力传感器校准装置。顶板通过螺纹杆与移动梁连接，移动梁上设置有电机、皮带和变向器，皮带一端套在电机的转动轴上，另一端套在变向器上，电机通过皮带作用到变向器上，移动梁在变向器的作用下可上下移动；移动梁下端设置有螺纹套，螺纹套通过立柱与承压板连接，承压板通过立柱与底板连接，移动梁下部安装有被校力传感器，被校力传感器下方安装有压向标准力传感器，压向标准力传感器与压向缸塞***连接，压向缸塞***的油缸安装在承压板上，承压板下方设置有拉向缸塞***，拉向缸塞***的活塞下方固定有拉向标准力传感器，受力框架通过螺母固定。

Description

过零连续力传感器校准装置
技术领域
本发明属于传感器校准技术领域，具体涉及一种过零连续力传感器校准装置。
背景技术
过零连续力传感器是指力传感器的受力方向从拉向或压向转到压向或拉向，拉压两个方向的力是连续过零的。中国专利公开号为CN101865750，公开日为2010-06-22，名称为便携式拉压力传感器校准装置中公开了一种用于飞机升降舵操纵***拉压力传感器的校准装置。该装置由单向定量液压泵、双向液压控制模块、单向回油装置、校准专用夹具、标准力传感器及标准力值显示器组成。该装置基于背靠背比较法测量原理，集中解决了双向连续力源、双向大量程加载力(100000N)及整套装置的便携性(26cm×21cm×82cm)等三个关键问题。该装置可用于其它领域精度低于0.05％的拉压力传感器的校准。但无法校准准确度等级高于0.05％的以及加载力大于100000N的过零连续力传感器。另外当前的高准确度的力标准机只能对压向或拉向单独进行校准无法在同一空间完成对过零连续力传感器受力方向从拉向或压向转到压向或拉向这种加载方式，因此专利中基于“背靠背”比较法测量原理的装置中的标准力传感器仍无法在同一空间完成对过零连续力传感器受力方向从拉向或压向转到压向或拉向这种加载方式，也就是说专利中的校准装置仍无法解决标准力传感溯源问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，在过零连续力校准装置的基础上，提供一种过零连续力传感器校准装置，该装置解决了现有的拉压力传感器校准装置无法校准准确度等级高于0.05％以及加载力大于100000N的过零连续力传感器，以及目前拉压力传感器校准装置中标准力传感器的溯源问题。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种过零连续力传感器校准装置，顶板通过螺纹杆与移动梁连接，移动梁上设置有电机、皮带和变向器，皮带一端套在电机的转动轴上，另一端套在变向器上，电机通过皮带作用到变向器上，移动梁在变向器的作用下可上下移动；移动梁下端设置有螺纹套，螺纹套通过立柱与承压板连接，承压板通过立柱与底板连接，移动梁下部安装有被校力传感器，被校力传感器下方安装有压向标准力传感器，压向标准力传感器与压向缸塞***连接，压向缸塞***包括进油口、油缸和活塞，油缸安装在承压板上，承压板下方设置有拉向缸塞***，拉向缸塞***包括进油口、油缸和活塞，拉向缸塞***的活塞下方固定有拉向标准力传感器，受力框架通过螺母固定。
顶板和螺纹杆之间通过轴承联接，移动粱在电机、皮带和变向器的共同作用下沿着螺纹杆上下移动；非工作状态时受力框架静止于底板上，工作时，受力框架在压向缸塞***的作用下推着压向标准力传感器向上移动，压向标准力传感器和受力框架接触后，在压向缸塞***的作用下，和压向标准力传感器一起向上移动，直到受力框架和底板脱离，此时受力框架的自重作用于压向标准力传感器和压向缸塞***上，此时，通过电机、皮带和变向器使移动粱上下移动到合适位置，将被校力传感器安装于移动梁和受力框架之间；对压向标准力传感器和被校力传感器同时清零；压向缸塞***继续产生压力，同时作用于标准力传感器和被校力传感器上，通过比较压向标准力传感器和被校力传感器的数据完成对被校准力传感器的压向校准，完成压向校准后，计算机控制拉向缸塞***对受力框架产生拉向力，通过受力框架传递到拉向标准力传感器和被校力传感器，通过比较拉向标准力传感器和被校力传感器的数据完成对被校力传感器的拉向校准；完成所有校准后压向缸塞***和拉向缸塞***卸油直到压向标准力传感器和拉向标准力传感器未受力，此时拆卸被校力传感器，压向缸塞***和拉向缸塞***继续卸油直到受力框架完全静止作用于底板上。
本发明所取得的有益效果为：
本发明主要是利用两套缸塞***通过调整移动梁将被测传感器安装于受力框架和移动梁内，工作时压向缸塞***通过受力框架向被校力传感器施加一个压向力F1，拉向缸塞***通过受力框架向被校力传感器施加一个拉向力F2，F1和F2的合力即为被测传感器的受到的力Fc，当F1＞F2时：Fc＝F1-F2,被被校力传感器的受到的力Fc为压向力，若此时将F2控制为0则Fc＝F1；当F1＝F2时：Fc＝0，此时为被校力传感器的零点；当F1＜F2时：Fc＝F1-F2,被被校力传感器受到的力Fc为拉向力,若此时将F1控制为0则Fc＝-F2。调整压向缸塞***和拉向缸塞***产生的力同时作用到被校力传感器和标准力传感器上，通过比较完成对过零连续力传感器的校准。
采用两组标准力传感器和工作油缸共同作用在被校过零力传感器上，一组为被测过零连续力传感器提供压向标准力，另一组为被测过零连续力传感器提供拉向标准力，而作用在两组标准力传感器的始终都是压力，一方面标准力传感器的压向便于溯源到高准确度的力标准机，甚至可直接溯源到国家基准；另一方面，便于应用高准确度的压向力传感器作为标准力传感器，发明的过零连续力校准装置其准确度等级达0.02％,加载力达1000000N。因此本发明解决了现有的拉压力传感器校准装置无法校准准确度等级高于0.05％以及加载力大于100000N的过零连续力传感器，以及目前拉压力传感器校准装置中标准力传感器的溯源问题。
附图说明
图1为本发明所述的过零连续力校准装置结构图；
图中：1-顶板；2-螺纹杆；3-电机；4-皮带；5-移动梁；6-变向器；7-螺纹套；8-被校力传感器；9-压向标准力传感器；10-压向缸塞***；11-承压板；12-拉向缸塞***；13-受力框架；14-拉向标准力传感器；15-螺母；16-底板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明所述的过零连续力传感器校准装置包括顶板1、螺纹杆2、电机3、皮带4、移动梁5、变向器6、螺纹套7、压向标准力传感器9、压向缸塞***10、承压板11、拉向缸塞***12、受力框架13、拉向标准力传感器14、螺母15、底板16；
顶板1通过螺纹杆2与移动梁5连接，移动梁5上设置有电机3、皮带4和变向器6，皮带4一端套在电机3的转动轴上，另一端套在变向器6上，电机3通过皮带4作用到变向器6上，移动梁5在变向器6的作用下可上下移动；移动梁5下端设置有螺纹套7，螺纹套7通过立柱与承压板11连接，承压板11通过立柱与底板16连接，移动梁5下部安装有被校力传感器8，被校力传感器8下方安装有压向标准力传感器9，压向标准力传感器9与压向缸塞***10连接，压向缸塞***10包括进油口、油缸和活塞，油缸安装在承压板11上，承压板11下方设置有拉向缸塞***12，拉向缸塞***12包括进油口、油缸和活塞，拉向缸塞***12的活塞下方固定有拉向标准力传感器14，受力框架13通过螺母15固定。
顶板1和螺纹杆2之间通过轴承联接，确保螺纹杆2能自由转动，移动粱5在电机3、皮带4和变向器6的共同作用下能沿着螺纹杆2上下移动。非工作状态时受力框架13静止于底板16上，工作时，受力框架13在压向缸塞***10的作用下推着压向标准力传感器9向上移动，压向标准力传感器9和受力框架13接触后，在压向缸塞***10的作用下，和压向标准力传感器9一起向上移动，直到受力框架13和底板16脱离，此时受力框架13的自重作用于压向标准力传感器9和压向缸塞***10上，此时，通过电机3、皮带4和变向器6使移动粱5上下移动到合适位置，将被校力传感器8安装于移动梁5和受力框架13之间。对压向标准力传感器9和被校力传感器8同时清零。压向缸塞***10继续产生压力，同时作用于标准力传感器9和被校力传感器8上，通过比较压向标准力传感器9和被校力传感器8的数据完成对被校准力传感器8的压向校准，完成压向校准后，计算机控制拉向缸塞***12对受力框架13产生拉向力，通过受力框架13传递到拉向标准力传感器14和被校力传感器8，通过比较拉向标准力传感器14和被校力传感器8的数据完成对被校力传感器8的拉向校准。完成所有校准后压向缸塞***10和拉向缸塞***12卸油直到压向标准力传感器9和拉向标准力传感器14未受力。此时拆卸被校力传感器8，压向缸塞***10和拉向缸塞***12继续卸油直到受力框架完全静止作用于底板16上。

Claims (2)

1.一种过零连续力传感器校准装置，其特征在于：顶板(1)通过螺纹杆(2)与移动梁(5)连接，移动梁(5)上设置有电机(3)、皮带(4)和变向器(6)，皮带(4)一端套在电机(3)的转动轴上，另一端套在变向器(6)上，电机(3)通过皮带(4)作用到变向器(6)上，移动梁(5)在变向器(6)的作用下可上下移动；移动梁(5)下端设置有螺纹套(7)，螺纹套(7)过立柱与承压板(11)连接，承压板(11)通过立柱与底板(16)连接，移动梁(5)下部安装有被校力传感器(8)，被校力传感器(8)下方安装有压向标准力传感器(9)，压向标准力传感器(9)与压向缸塞***(10)连接，压向缸塞***(10)包括进油口、油缸和活塞，油缸安装在承压板(11)上，承压板(11)下方设置有拉向缸塞***(12)，拉向缸塞***(12)包括进油口、油缸和活塞，拉向缸塞***(12)的活塞下方固定有拉向标准力传感器(14)，受力框架(13)通过螺母(15)固定。
2.根据权利要求1所述的过零连续力传感器校准装置，其特征在于：顶板(1)和螺纹杆(2)之间通过轴承联接，移动粱(5)在电机(3)、皮带(4)和变向器(6)的共同作用下沿着螺纹杆(2)上下移动；非工作状态时受力框架(13)静止于底板(16)上，工作时，受力框架(13)在压向缸塞***(10)的作用下推着压向标准力传感器(9)向上移动，压向标准力传感器(9)和受力框架(13)接触后，在压向缸塞***(10)的作用下，和压向标准力传感器(9)一起向上移动，直到受力框架(13)和底板(16)脱离，此时受力框架(13)的自重作用于压向标准力传感器(9)和压向缸塞***(10)上，此时，通过电机(3)、皮带(4)和变向器(6)使移动粱(5)上下移动到合适位置，将被校力传感器(8)安装于移动梁(5)和受力框架(13)之间；对压向标准力传感器(9)和被校力传感器(8)同时清零；压向缸塞***(10)继续产生压力，同时作用于标准力传感器(9)和被校力传感器(8)上，通过比较压向标准力传感器(9)和被校力传感器(8)的数据完成对被校准力传感器(8)的压向校准，完成压向校准后，计算机控制拉向缸塞***(12)对受力框架(13)产生拉向力，通过受力框架(13)传递到拉向标准力传感器(14)和被校力传感器(8)，通过比较拉向标准力传感器(14)和被校力传感器(8)的数据完成对被校力传感器(8)的拉向校准；完成所有校准后压向缸塞***(10)和拉向缸塞***(12)卸油直到压向标准力传感器(9)和拉向标准力传感器(14)未受力，此时拆卸被校力传感器(8)，压向缸塞***(10)和拉向缸塞***(12)继续卸油直到受力框架(13)完全静止作用于底板(16)上。
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