一種力傳感器動(dòng)態(tài)性能標(biāo)定裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種力傳感器動(dòng)態(tài)性能標(biāo)定裝置，屬于測量測試技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]封嚴(yán)涂層試驗(yàn)機(jī)是用來評價(jià)封嚴(yán)涂層性能指標(biāo)的試驗(yàn)裝備，力測量裝置成為了數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵部件。由于刮削頻率范圍為O?1kHz，力傳感器的動(dòng)態(tài)采集性能成為了試驗(yàn)結(jié)果評估的主要因素，因此，對采用的力傳感器動(dòng)態(tài)標(biāo)定至關(guān)重要。
[0003]傳統(tǒng)的力傳感器動(dòng)態(tài)標(biāo)定方法是通過對待標(biāo)定傳感器施加特定的試驗(yàn)信號(如脈沖信號、正弦信號、階躍信號等)，通過測定待標(biāo)定傳感器的輸出響應(yīng)，以求得其傳遞函數(shù)，最終得到其頻響范圍。該種方法存在很難產(chǎn)生寬頻帶試驗(yàn)信號以及試驗(yàn)信號幅值大小不可控制的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明正是針對上述現(xiàn)有裝置存在的缺點(diǎn)而設(shè)計(jì)提供了一種力傳感器動(dòng)態(tài)性能標(biāo)定裝置，其目的是產(chǎn)生寬頻帶和幅值可控制的試驗(yàn)信號，提高力傳感器的動(dòng)態(tài)標(biāo)定準(zhǔn)確性。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)的:
[0006]該種力傳感器動(dòng)態(tài)性能標(biāo)定裝置，該裝置包括電壓模擬信號發(fā)生器(2)、功率放大器(3)和快刀裝置(4)，其中，電壓模擬信號發(fā)生器(2)與計(jì)算機(jī)(I)連接并接收其指令發(fā)出不同頻率、幅值的電壓信號波形，功率放大器(3)將電壓信號波形進(jìn)行幅值放大輸出給快刀裝置(4)，頻率不變，快刀裝置⑷根據(jù)接收到的電壓信號波形幅值，由快刀裝置⑷的安裝面(6)產(chǎn)生相應(yīng)的位移動(dòng)作，該位移動(dòng)作的頻率與輸入的電壓信號頻率相同，快刀裝置(4)所產(chǎn)生的位移動(dòng)作由安裝面(6)傳遞到待標(biāo)定力傳感器(7)的測量面上，其特征在于:在快刀裝置(4)的安裝面(6)的前方設(shè)置一個(gè)非接觸位移測量傳感器(5)，該非接觸位移測量傳感器(5)發(fā)出的測量光束垂直照射在安裝面(6)上，非接觸位移測量傳感器(5)與計(jì)算機(jī)(I)連接，將采集到的快刀裝置(4)安裝面(6)位移動(dòng)作的形變數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)⑴。
[0007]本裝置省略了對執(zhí)行裝置的模型測試計(jì)算環(huán)節(jié)，直接應(yīng)用位移傳感器測量執(zhí)行環(huán)節(jié)的輸出位移，通過簡單計(jì)算得出執(zhí)行環(huán)節(jié)的輸出力值，且該輸出力值直接作用于待標(biāo)定力傳感器(7)上，提高了標(biāo)定過程的效率與準(zhǔn)確度。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖
[0009]以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步地詳述:
[0010]參見附圖1所示，該種力傳感器動(dòng)態(tài)性能標(biāo)定裝置，該裝置包括電壓模擬信號發(fā)生器2、功率放大器3和快刀裝置4，其中，電壓模擬信號發(fā)生器2與計(jì)算機(jī)I連接并接收其指令發(fā)出不同頻率、幅值的電壓信號波形，功率放大器3將電壓信號波形進(jìn)行幅值放大輸出給快刀裝置4，頻率不變，快刀裝置4根據(jù)接收到的電壓信號波形幅值，由快刀裝置4的安裝面6產(chǎn)生相應(yīng)的位移動(dòng)作，該位移動(dòng)作的頻率與輸入的電壓信號頻率相同，快刀裝置4所產(chǎn)生的位移動(dòng)作由安裝面6傳遞到待標(biāo)定力傳感器7的測量面上，其特征在于:在快刀裝置4的安裝面6的前方設(shè)置一個(gè)非接觸位移測量傳感器5，該非接觸位移測量傳感器5發(fā)出的測量光束垂直照射在安裝面6上，非接觸位移測量傳感器5與計(jì)算機(jī)I連接，將采集到的快刀裝置4安裝面6位移動(dòng)作的形變數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)I。
[0011]由于傳統(tǒng)力傳感器動(dòng)態(tài)標(biāo)定方法無法實(shí)現(xiàn)寬頻帶試驗(yàn)信號產(chǎn)生，無法實(shí)現(xiàn)對封嚴(yán)涂層試驗(yàn)機(jī)高頻響力傳感器進(jìn)行動(dòng)態(tài)標(biāo)定，以下是采用本發(fā)明裝置對該種力傳感器進(jìn)行動(dòng)態(tài)標(biāo)定的工作過程:
[0012]步驟一、將待標(biāo)定力傳感器7測量面完全接觸快刀裝置4的安裝面6后進(jìn)行固定安裝；
[0013]步驟二、計(jì)算機(jī)I通過RS-485通信協(xié)議的形式向電壓模擬信號發(fā)生器2輸出數(shù)字信號指令，使電壓模擬信號發(fā)生器2產(chǎn)生模擬電壓信號并輸出至功率放大器3處，該模擬電壓信號的頻率為標(biāo)定力傳感器所需的動(dòng)態(tài)力頻率(O?IkHz)，模擬電壓信號的幅值為標(biāo)定力傳感器所需動(dòng)態(tài)力對應(yīng)的電壓幅值(O?1000V)；
[0014]步驟三、功率放大器3將電壓模擬信號發(fā)生器2輸入的模擬電壓信號進(jìn)行幅值放大，放大倍數(shù)為100，并保證電壓信號頻率不變輸入至快刀裝置4處；
[0015]步驟四、快刀裝置4接收到功率放大器3輸入的高電壓信號，在快刀裝置4的安裝面6產(chǎn)生相應(yīng)的位移動(dòng)作，該位移動(dòng)作的頻率與輸入的電壓信號頻率相同；
[0016]步驟五、快刀裝置4的安裝面6產(chǎn)生相應(yīng)的位移動(dòng)作由非接觸位移測量傳感器5測量采集，并將采集的位移動(dòng)作的形變數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)I ;非接觸位移測量傳感器5性能參數(shù)為:絕對誤差彡±0.08% -0.1% ;動(dòng)態(tài)分辨率0.006% ;數(shù)字測量頻率2.5kHz ；
[0017]步驟六、計(jì)算機(jī)I接收由非接觸位移測量傳感器5傳送位移動(dòng)作的形變數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出位移動(dòng)作產(chǎn)生的力值，計(jì)算公式為:F = K*x ；
[0018]式中:F為快刀裝置4的安裝面6傳遞到待標(biāo)定力傳感器7測量面的力值；K為快刀裝置4的安裝面6的已知?jiǎng)偠戎担琗為快刀裝置4的安裝面6產(chǎn)生的位移形變值；
[0019]步驟七、計(jì)算機(jī)I將計(jì)算結(jié)果作為標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)與待標(biāo)定力傳感器7采集的力值進(jìn)行比較，另外，將非接觸位移測量傳感器5采集的位移動(dòng)作的頻率與待標(biāo)定力傳感器7采集的力頻率進(jìn)行比較，將力值差值以及頻率差值標(biāo)定為力傳感器7的性能指標(biāo)。
[0020]將本裝置標(biāo)定后的力傳感器應(yīng)用至封嚴(yán)涂層試驗(yàn)機(jī)處后，可以采集頻率為O?IkHz幅值為O?100Ν分辨率為0.1N動(dòng)態(tài)刮削力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種力傳感器動(dòng)態(tài)性能標(biāo)定裝置，該裝置包括電壓模擬信號發(fā)生器(2)、功率放大器(3)和快刀裝置(4)，其中，電壓模擬信號發(fā)生器(2)與計(jì)算機(jī)(I)連接并接收其指令發(fā)出不同頻率、幅值的電壓信號波形，功率放大器(3)將電壓信號波形進(jìn)行幅值放大輸出給快刀裝置(4)，頻率不變，快刀裝置⑷根據(jù)接收到的電壓信號波形幅值，由快刀裝置⑷的安裝面(6)產(chǎn)生相應(yīng)的位移動(dòng)作，該位移動(dòng)作的頻率與輸入的電壓信號頻率相同，快刀裝置(4)所產(chǎn)生的位移動(dòng)作由安裝面(6)傳遞到待標(biāo)定力傳感器(7)的測量面上，其特征在于:在快刀裝置(4)的安裝面(6)的前方設(shè)置一個(gè)非接觸位移測量傳感器(5)，該非接觸位移測量傳感器(5)發(fā)出的測量光束垂直照射在安裝面(6)上，非接觸位移測量傳感器(5)與計(jì)算機(jī)(I)連接，將采集到的快刀裝置(4)安裝面(6)位移動(dòng)作的形變數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)⑴。
【專利摘要】本發(fā)明是一種力傳感器動(dòng)態(tài)性能標(biāo)定裝置，本裝置省略了對執(zhí)行裝置的模型測試計(jì)算環(huán)節(jié)，直接應(yīng)用位移傳感器測量執(zhí)行環(huán)節(jié)的輸出位移，通過簡單計(jì)算得出執(zhí)行環(huán)節(jié)的輸出力值，且該輸出力值直接作用于待標(biāo)定力傳感器(7)上，提高了標(biāo)定過程的效率與準(zhǔn)確度。
【IPC分類】G01L25-00
【公開號】CN104568306
【申請?zhí)枴緾N201410842117
【發(fā)明人】張海存, 張彬, 李靜, 楊輝, 鮑龍祥, 王巖, 甘玲麗, 楊希
【申請人】中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空精密機(jī)械研究所
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月30日