專利名稱：便攜式動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于計(jì)量檢測、動(dòng)態(tài)力檢測校準(zhǔn)、動(dòng)態(tài)カ測試領(lǐng)域，可用于動(dòng)態(tài)カ傳感器、動(dòng)態(tài)カ測試系統(tǒng)、沖擊カ測試系統(tǒng)、沖擊力傳感器等動(dòng)態(tài)沖擊カ的檢測校準(zhǔn)。尤其涉及一種便攜式動(dòng)態(tài)カ校準(zhǔn)裝置。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外對(duì)于動(dòng)態(tài)カ測量方面，主要有正弦激勵(lì)、階躍激勵(lì)脈沖激勵(lì)等，本發(fā)明裝置屬于脈沖激勵(lì)，現(xiàn)有脈沖激勵(lì)動(dòng)態(tài)カ標(biāo)準(zhǔn)裝置是通過標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)測量沖擊過程加速度，再結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)落錘質(zhì)量從而計(jì)算出裝置施加的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)カ。裝置固定安裝于實(shí)驗(yàn)室，體積大。但對(duì)于外出檢測，由于體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致拆卸繁瑣，不易攜帯。而本發(fā)明的裝置通過方便拆卸組裝、易于攜帶現(xiàn)場使用，通過標(biāo)準(zhǔn)錘頭、導(dǎo)向桿、 標(biāo)準(zhǔn)加速度套組構(gòu)成。滿足于無法送實(shí)驗(yàn)室檢測的動(dòng)態(tài)カ傳感器校準(zhǔn)使用，適于外出檢測。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題，研發(fā)了ー種便攜式動(dòng)態(tài)カ校準(zhǔn)裝置。本實(shí)用新型為了實(shí)現(xiàn)測量精確，結(jié)構(gòu)簡單，便于拆卸的目的，所采用的技術(shù)方案為便攜式動(dòng)態(tài)カ校準(zhǔn)裝置，包括動(dòng)態(tài)カ測量單元和動(dòng)態(tài)カ施加單元；所述動(dòng)態(tài)力測量單元包括被測傳感器和標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)；所述動(dòng)態(tài)力施加單元包括標(biāo)準(zhǔn)落錘，姑座和一對(duì)導(dǎo)軌；所述ー對(duì)導(dǎo)軌垂直固定安裝在所述砧座上，所述標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)固定安裝在標(biāo)準(zhǔn)落錘頂端，所述被測傳感器固定安裝在所述砧座的上表面中心位置；所述標(biāo)準(zhǔn)落錘滑動(dòng)放置在ー對(duì)導(dǎo)軌中間；所述標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)落錘釋放后通過對(duì)被測傳感器施加脈沖式動(dòng)態(tài)カ激勵(lì)，進(jìn)而測量出該次脈沖激勵(lì)動(dòng)態(tài)カ值。為了完成所述的施加過程，所述動(dòng)態(tài)力施加單元還包括尼龍導(dǎo)塊，提升板和釋放機(jī)構(gòu)；尼龍導(dǎo)塊是安裝在標(biāo)準(zhǔn)落錘上，與標(biāo)準(zhǔn)落錘為一體結(jié)構(gòu)，主要是與導(dǎo)軌配合起導(dǎo)向作用。所述標(biāo)準(zhǔn)落錘固定在所述的尼龍導(dǎo)塊上，所述的尼龍導(dǎo)塊兩側(cè)與所述的ー對(duì)導(dǎo)軌滑動(dòng)連接；所述ー對(duì)導(dǎo)軌通過螺紋與所述砧座連接；所述的釋放機(jī)構(gòu)固定在所述提升板上，提升板具有自鎖結(jié)構(gòu)，能夠固定在所述ー對(duì)導(dǎo)軌間的任意高度。具體的測量通過，所述動(dòng)態(tài)力測量單元還包括電荷放大器、USB數(shù)據(jù)采集卡、便攜式計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)處理軟件；所述標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)落錘釋放后通過對(duì)被測傳感器施加脈沖式動(dòng)態(tài)カ激勵(lì)，通過動(dòng)態(tài)力測量單元測量出該次脈沖激勵(lì)動(dòng)態(tài)力值；所述電荷放大器將標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)的電荷信號(hào)進(jìn)行放大后，由所述USB數(shù)據(jù)采集卡對(duì)放大后的電壓信號(hào)進(jìn)行采集，并輸出給所述便攜式計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行信息顯示和數(shù)據(jù)處理。在具體的應(yīng)用中，標(biāo)準(zhǔn)落錘，共兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)錘頭，重量分別為2kg、3kg。為了使裝置更加穩(wěn)定，所述裝置還包括ー個(gè)頂板，所述頂板封裝在所述ー對(duì)導(dǎo)軌的頂端。具體的應(yīng)用中，所述動(dòng)態(tài)力施加單元的高度為70cm，標(biāo)準(zhǔn)落錘下落高度為60cm ；所述砧座為40Cr不銹鋼。所述裝置測量范圍500N 20kN、脈沖上升時(shí)間為O. 2ms 2ms系統(tǒng)測量動(dòng)態(tài)カ不確定度5% (k=2)ο本實(shí)用新型為動(dòng)態(tài)力傳感器的校準(zhǔn)提供科學(xué)方便的校準(zhǔn)手段，通過標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)法測量動(dòng)態(tài)力。裝置實(shí)用方便，為外出檢測校準(zhǔn)態(tài)カ傳感器提供了方便實(shí)用的裝置。通過本設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)裝置可拆卸，易于組裝，易于攜帶等特點(diǎn)，井能夠進(jìn)行一定精度的動(dòng)態(tài)カ測量?！?zhǔn)。自主研發(fā)的便攜式動(dòng)態(tài)カ校準(zhǔn)裝置，具有易于拆裝、易于攜帶、具有一定準(zhǔn)確度動(dòng)態(tài)カ傳感器校準(zhǔn)功能。將動(dòng)態(tài)力測量溯源到質(zhì)量與加速度。便攜式動(dòng)態(tài)カ校準(zhǔn)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)500N 20kN、上升時(shí)間為O. 2ms 2ms脈沖式動(dòng)態(tài)力，系統(tǒng)測量動(dòng)態(tài)カ不確定度5%(k=2)。
圖I為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖I為頂板,2為導(dǎo)軌,3為釋放按鈕,4為提升板,5為尼龍導(dǎo)塊,6為標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì),7為標(biāo)準(zhǔn)落錘，8為被測カ傳感器,9為站座。附圖將結(jié)合內(nèi)容和具體實(shí)施方式
加以說明
具體實(shí)施方式
便攜式動(dòng)態(tài)カ校準(zhǔn)裝置，包括動(dòng)態(tài)カ測量單元和動(dòng)態(tài)カ施加單元；所述動(dòng)態(tài)力測量單元包括標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)6、電荷放大器、USB數(shù)據(jù)采集卡、便攜式計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)處理軟件；所述動(dòng)態(tài)力施加単元包括標(biāo)準(zhǔn)落錘7、砧座9、提升板4、釋放機(jī)構(gòu)和一對(duì)導(dǎo)軌2 ；所述ー對(duì)導(dǎo)軌2垂直固定安裝在所述砧座9上，所述標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)6固定安裝在標(biāo)準(zhǔn)落錘7頂端；所述標(biāo)準(zhǔn)落錘7滑動(dòng)放置在一對(duì)導(dǎo)軌2中間；所述標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)6和標(biāo)準(zhǔn)落錘7釋放后通過對(duì)被測傳感器8施加脈沖式動(dòng)態(tài)カ激勵(lì)，進(jìn)而測量出該次脈沖激勵(lì)動(dòng)態(tài)カ值。所述ー對(duì)導(dǎo)軌2通過螺紋與所述砧座9及頂板I固定連接；在具體的應(yīng)用中，所述動(dòng)態(tài)力施加單元還包括尼龍導(dǎo)塊5，提升板4和釋放機(jī)構(gòu)；所述標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)6固定在所述的標(biāo)準(zhǔn)落錘7頂端，標(biāo)準(zhǔn)落錘7兩側(cè)安裝尼龍導(dǎo)塊5上，所述的尼龍導(dǎo)塊5與所述的ー對(duì)導(dǎo)軌2滑動(dòng)連接；所述的釋放機(jī)構(gòu)，固定在所述提升板4上，提升板具有自鎖功能，能夠固定在一定高度。標(biāo)準(zhǔn)落錘7通過釋放機(jī)構(gòu)懸掛在提升板4上，通過按鈕可以將標(biāo)準(zhǔn)落錘7釋放，從而使標(biāo)準(zhǔn)落錘7自由下落到底座上。在具體的應(yīng)用中，所述動(dòng)態(tài)力測量單元還包括電荷放大器、USB數(shù)據(jù)采集卡、便攜式計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)處理軟件；電荷放大器將標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)的電荷信號(hào)進(jìn)行放大后，由USB數(shù)據(jù)采集卡對(duì)放大后的電壓信號(hào)進(jìn)行采集，而后由計(jì)算機(jī)對(duì)采集卡采集信息進(jìn)行顯示處理。[0030]為了保證測量，所述標(biāo)準(zhǔn)落錘，其重量分別為2kg_3kg.為了使整個(gè)裝置穩(wěn)定，避免干擾，所述裝置還包括ー個(gè)頂板，所述頂板封裝在所述ー對(duì)導(dǎo)軌的頂端。本裝置為了實(shí)現(xiàn)便于拆卸，所述加速度測量實(shí)施單元的高度為70cm，標(biāo)準(zhǔn)落錘下落高度為60cm ;所述砧座為40Cr不銹鋼。所述裝置測量范圍500N 20kN、上升時(shí)間為O. 2ms 2ms。(上升時(shí)間指脈沖幅值10%至90%所經(jīng)歷的時(shí)間)系統(tǒng)測量動(dòng)態(tài)カ不確定度5% (k = 2)實(shí)際的應(yīng)用中，裝置主要由動(dòng)態(tài)カ測量系統(tǒng)、砧座、導(dǎo)軌、釋放機(jī)構(gòu)、尼龍導(dǎo)塊、標(biāo)準(zhǔn)落錘構(gòu)成。本裝置中使用的動(dòng)態(tài)カ測量系統(tǒng)由標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)、電荷放大器、USB數(shù)據(jù)采集卡、便攜式計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)處理軟件構(gòu)成，軟件由Labview編寫。機(jī)械結(jié)構(gòu)由頂板、導(dǎo)軌、提升板、釋放機(jī)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)落錘、砧座構(gòu)成，這些部件可以靈活拆卸，存放于儀器箱內(nèi)便于外出檢測攜帯。具體方法是，首先導(dǎo)軌是兩根底端帶外螺紋、頂端為臺(tái)階狀，頂面帶螺紋孔的尼龍棒材制作，導(dǎo)軌安裝于砧座上，砧座由40Cr不銹鋼制作，上加工有內(nèi)螺紋孔，配合導(dǎo)軌外螺紋，安裝時(shí)將導(dǎo)軌旋進(jìn)砧座內(nèi)螺紋空中，再將安裝有尼龍導(dǎo)塊的標(biāo)準(zhǔn)落錘置于兩根導(dǎo)軌之間，然后將提升板安裝在兩根導(dǎo)軌上，提升板帶有自鎖功能。最后安裝上頂板，通過螺栓將上頂板固定于兩根導(dǎo)軌頂部。拆卸是相反步驟即可。整個(gè)拆裝時(shí)間在5分鐘之內(nèi)完成。
權(quán)利要求1.便攜式動(dòng)態(tài)カ校準(zhǔn)裝置，包括動(dòng)態(tài)カ測量單元和動(dòng)態(tài)カ施加單元；其特征在于， 所述動(dòng)態(tài)力測量單元包括被測傳感器和標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)；所述動(dòng)態(tài)力施加單元包括標(biāo)準(zhǔn)落錘，姑座和一對(duì)導(dǎo)軌； 所述ー對(duì)導(dǎo)軌垂直固定安裝在所述砧座上，所述標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)固定安裝在標(biāo)準(zhǔn)落錘頂 端，所述被測傳感器固定安裝在所述砧座的上表面中心位置；所述標(biāo)準(zhǔn)落錘滑動(dòng)放置在一對(duì)導(dǎo)軌中間； 所述標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)落錘釋放后通過對(duì)被測傳感器施加脈沖式動(dòng)態(tài)カ激勵(lì)，進(jìn)而測量出該次脈沖激勵(lì)動(dòng)態(tài)カ值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的便攜式動(dòng)態(tài)カ校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)力施加単元還包括尼龍導(dǎo)塊，提升板和釋放機(jī)構(gòu)； 所述標(biāo)準(zhǔn)落錘固定在所述的尼龍導(dǎo)塊上，所述的尼龍導(dǎo)塊兩側(cè)與所述的ー對(duì)導(dǎo)軌之間配合起導(dǎo)向作用；所述ー對(duì)導(dǎo)軌通過螺紋與所述砧座連接； 所述的釋放機(jī)構(gòu)固定在所述提升板上，提升板具有自鎖結(jié)構(gòu)，能夠固定在所述ー對(duì)導(dǎo)軌間的任意高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的便攜式動(dòng)態(tài)カ校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)力測量單元還包括電荷放大器、USB數(shù)據(jù)采集卡、便攜式計(jì)算機(jī)；所述標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)落錘釋放后通過對(duì)被測傳感器施加脈沖式動(dòng)態(tài)カ激勵(lì)，測量出該次脈沖激勵(lì)動(dòng)態(tài)力值；所述電荷放大器將標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)的電荷信號(hào)進(jìn)行放大后，由所述USB數(shù)據(jù)采集卡對(duì)放大后的電壓信號(hào)進(jìn)行采集，并輸出給所述便攜式計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息顯示和數(shù)據(jù)處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求I一 3之一所述的便攜式動(dòng)態(tài)カ校準(zhǔn)裝置，其特征在于，標(biāo)準(zhǔn)落錘，重量范圍為2kg 3kg。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的便攜式動(dòng)態(tài)カ校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述裝置還包括一個(gè)頂板，所述頂板封裝在所述ー對(duì)導(dǎo)軌的頂端。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的便攜式動(dòng)態(tài)カ校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)力施加単元的高度為70cm，標(biāo)準(zhǔn)落錘下落高度為60cm ;所述砧座為40Cr不銹鋼。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的便攜式動(dòng)態(tài)カ校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述裝置測量范圍500N 20kN、脈沖上升時(shí)間為0. 2ms 2ms系統(tǒng)測量動(dòng)態(tài)カ不確定度5%。
專利摘要本實(shí)用新型屬于計(jì)量檢測、動(dòng)態(tài)力檢測校準(zhǔn)、動(dòng)態(tài)力測試領(lǐng)域，尤其涉及一種便攜式動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)裝置，其包括動(dòng)態(tài)力測量單元和動(dòng)態(tài)力實(shí)施單元。所述動(dòng)態(tài)力測量單元包括標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)、電荷放大器、USB數(shù)據(jù)采集卡、便攜式計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)處理軟件；所述動(dòng)態(tài)力實(shí)施單元包括標(biāo)準(zhǔn)落錘，砧座和一對(duì)導(dǎo)軌；所述一對(duì)導(dǎo)軌垂直固定安裝在所述砧座上，所述傳感器固定設(shè)置在砧座上中心位置；所述標(biāo)準(zhǔn)落錘和所述標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)滑動(dòng)設(shè)置在一對(duì)導(dǎo)軌中間；所述標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)落錘釋放后對(duì)所述的被測動(dòng)態(tài)力傳感器施加脈沖式動(dòng)態(tài)力激勵(lì)，通過動(dòng)態(tài)力測量單元測量數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型為動(dòng)態(tài)力傳感器的校準(zhǔn)提供科學(xué)方便的校準(zhǔn)手段，通過標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)法測量動(dòng)態(tài)力。裝置實(shí)用方便，為外出檢測校準(zhǔn)態(tài)力傳感器提供了方便實(shí)用的裝置。
文檔編號(hào)G01L25/00GK202433147SQ20112046253
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者孟峰, 張智敏, 張躍, 蔡常青 申請(qǐng)人:中國計(jì)量科學(xué)研究院