特種高溫測力傳感器標定裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)及一種傳感器測量裝置，尤其設(shè)及一種特種高溫測力傳感器標定裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 高溫傳感器在科研和工業(yè)領(lǐng)域應用廣泛，如核電、航空航天、汽車、冶金、石油等領(lǐng) 域都需要大量的可在高溫下進行測試的傳感器。高溫傳感器的研制設(shè)及較多的專業(yè)技術(shù) 領(lǐng)域，實施難度大，國內(nèi)的技術(shù)發(fā)展水平整體較低，其中高溫環(huán)境下的標定裝置也是高溫傳 感器研制過程中需要解決的技術(shù)難點之一。由于隨著溫度的升高，材料的彈性模量，熱脹系 數(shù)，熱導率等參數(shù)都會發(fā)生變化，使得高溫環(huán)境下的準確標定不容易實現(xiàn)；并且高溫環(huán)境下 必須考慮標定裝置各個部件耐高溫能力，使得設(shè)計難度與成本劇增。鑒于高溫環(huán)境下的標 定裝置面臨的種種技術(shù)難題，通常高溫測力傳感器采用蠕變試驗機運種非專業(yè)設(shè)備標定， 或者直接采用常溫標定設(shè)備進行標定。
[0003] 蠕變試驗機是用于做材料蠕變試驗的設(shè)備，通常對處于高溫下的棒料進行拉升試 驗，并考核拉升一定時間后試驗的伸長線應變，而測力傳感器主要是壓縮受力。并且蠕變試 驗機并非?？诘臉硕ㄔO(shè)備，其的載荷數(shù)值范圍、載荷分辨率及載荷準確度不能達到傳感器 標定的標準。同時，蠕變試驗機體積龐大笨重，使用十分不方便。
[0004] 若采用常溫下的標定裝置進行高溫測力傳感器的標定，由于并未考慮溫升帶來的 彈性體彈性模量、線膨脹系數(shù)、應變片靈敏度變化、應變片粘接膠粘接力變化等的影響，完 全不能反映高溫測力傳感器在高溫環(huán)境下的受力情況。 【實用新型內(nèi)容】 陽〇化]本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種特種高溫測力傳感器標 定裝置。
[0006] 本實用新型通過W下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的：
[0007] 一種特種高溫測力傳感器標定裝置，包括力發(fā)生段、力測量段和高溫加載段，所述 力發(fā)生段、所述力測量段和所述高溫加載段依次串聯(lián)設(shè)置；
[0008] 所述力發(fā)生段包括推力螺栓、碟黃筒、碟黃壓塊、碟黃和碟黃推桿，所述推力螺栓 的前端穿過設(shè)置在所述碟黃筒后端的螺紋孔頂壓在設(shè)置在所述碟黃筒內(nèi)的所述碟黃壓塊 上，所述碟黃設(shè)置在所述碟黃壓塊與所述碟黃推桿之間；
[0009] 所述力測量段包括測量段外筒、標定傳感器和推力桿，所述標定傳感器和所述推 力桿的后半段均設(shè)置在所述測量段外筒內(nèi)，所述標定傳感器的第一端與所述碟黃推桿的第 二端連接，所述標定傳感器的第二端與所述推力桿的第一端連接；
[0010] 所述高溫加載段包括高溫加載段外筒，所述推力桿的前半段設(shè)置在所述高溫加載 段外筒內(nèi)，所述推力桿的第二端設(shè)置有高溫傳感器，所述高溫傳感器設(shè)置在位于高溫烘箱 內(nèi)部的傳感器室內(nèi)。
[0011] 具體地，所述傳感器室的側(cè)壁上設(shè)置有通孔，所述高溫加載段的前端設(shè)置有外螺 紋，所述通孔內(nèi)設(shè)置有與所述外螺紋適配的內(nèi)螺紋，所述外螺紋的有效深度大于所述內(nèi)螺 紋的有效深度，所述高溫加載段穿過所述高溫烘箱的側(cè)壁孔與所述通孔連接。
[0012] 具體地，所述碟黃筒與所述測量段外筒之間通過第一緊固組件連接，所述測量段 外筒與所述高溫加載段外筒之間通過第二緊固組件連接，所述第一緊固組件和所述第二緊 固組件均包括法蘭盤和四個緊固螺栓。
[0013] 具體地，所述碟黃推桿為階梯軸，其后部設(shè)置有凸棱，所述碟黃設(shè)置在所述碟黃 壓塊與所述凸棱之間，所述碟黃壓塊與所述碟黃推桿之間設(shè)置有間隙，所述碟黃筒和所述 測量段外筒之間設(shè)置有限制所述碟黃推桿徑向平移自由度的推桿限位環(huán)，所述凸棱與所述 推桿限位環(huán)之間設(shè)置有復位彈黃。
[0014] 優(yōu)選地，所述復位彈黃為鋼絲C級碳素圓柱壓縮彈黃，其支撐圈為1，所述碟黃為 復合組合碟黃，所述碟黃包括10對對合的疊合碟黃，所述疊合碟黃包括兩個疊合的碟黃 片。
[0015] 具體地，所述測量段外筒的頂部設(shè)置有長槽，所述高溫傳感器的引線和所述標定 傳感器的引線均從所述長槽引出，所述第二緊固組件上設(shè)有用于引出所述高溫傳感器的引 線的通孔，所述高溫傳感器的引線和所述標定傳感器的引線設(shè)置在所述高溫加載段外筒和 所述測量段外筒與所述推力桿之間的空隙中，且不與其接觸。
[0016] 具體地，所述測量段外筒的底部設(shè)置有兩道短槽，所述推力桿的前半段內(nèi)設(shè)置有 中空腔，所述中空腔上設(shè)置有兩個位置與所述短槽對應的螺紋孔，兩個水管接頭穿過所述 短槽與所述中空腔上的螺紋孔固定連接，所述水管接頭與所述螺紋孔之間設(shè)置有橡膠密封 圈。
[0017] 進一步，所述碟黃筒的后端設(shè)置有多個沿其直徑方向的操作桿，多個所述操作桿 沿所述碟黃筒的中軸線均勻分布。
[0018] 優(yōu)選地。所述標定傳感器與所述碟黃推桿和所述推力桿之間均通過螺紋固定連 接。
[0019] 本實用新型的有益效果在于：
[0020] 本實用新型特種高溫測力傳感器標定裝置將高溫傳感器伸入高溫烘箱內(nèi)，通過標 定裝置烘箱外的部分給高溫傳感器施加比較準確的壓力，根據(jù)標定傳感器對此壓力的示值 對傳感器進行標定，傳感器所處環(huán)境溫度可W通過烘箱進行調(diào)整，本標定裝置體積小、重 量輕、成本低，且便于攜帶。
【附圖說明】
[0021] 圖1是本實用新型所述特種高溫測力傳感器標定裝置的外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2是本實用新型所述特種高溫測力傳感器標定裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，圖中將 碟黃筒、測力段外筒和高溫加載段外筒進行半剖處理；
[0023] 圖3是本實用新型所述特種高溫測力傳感器標定裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，圖中對 其進行1/4剖切；
[0024] 圖4是本實用新型所述力發(fā)生段的結(jié)構(gòu)示意圖；
[00巧]圖5是本實用新型所述力測量段的結(jié)構(gòu)示意圖；
[00%] 圖6是本實用新型所述高溫加載段的結(jié)構(gòu)示意圖。 陽027] 圖中，1-傳感器室、2-高溫傳感器、3-推力桿、4-高溫加載段外筒、5-高溫傳感 器引線、6-第二緊固組件、7-測量段外筒、8-橡膠密封圈、9-水管接頭、10-標定傳感器、 11-標定傳感器引線、12-第一緊固組件、13-推桿限位環(huán)、14-復位彈黃、15-碟黃推桿、 16-碟黃、17-碟黃壓塊、18-操作桿、19-碟黃筒、20-推力螺栓。
【具體實施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明：
[0029] 如圖1所示，本實用新型特種高溫測力傳感器標定裝置，包括力發(fā)生段100、力測 量段200和高溫加載段300,力發(fā)生段100、力測量段200和高溫加載段300依次串聯(lián)設(shè)置。
[0030] 根據(jù)圖2、與圖3可知，力的傳遞鏈為推力螺栓20 -碟黃壓塊17 -碟黃16 -碟黃 推桿15 -標定傳感器10 -推力桿3 -高溫傳感器2 -傳感器室1 一高溫加載段外筒4,由 于碟黃筒19、測量段外筒7、高溫加載段外筒4、傳感器室1固定為一體，為一個構(gòu)件，而推 力螺栓20靠與碟黃筒19之間的螺紋連接作為支撐，因此整個力傳遞鏈是內(nèi)力作用，因此當 W最大載荷工作時，碟黃推桿15、標定傳感器10、推力桿3W及高溫傳感器2受最大軸向壓 縮載荷，而碟黃筒19、測量段外筒7、高溫加載段外筒4及傳感器室1受最大軸向拉伸載荷。 [00川如圖2、圖3和圖4所示，力發(fā)生段100包括推力螺栓20、碟黃筒19、碟黃壓塊17、 碟黃16和碟黃推桿15,推力螺栓20的前端穿過設(shè)置在碟黃筒19后端的螺紋孔頂壓在設(shè)置 在碟黃筒19內(nèi)的碟黃壓塊17上，碟黃16設(shè)置在碟黃壓塊17與碟黃推桿15之間，碟黃推 桿15為階梯軸，其后部設(shè)置有凸棱，碟黃16設(shè)置在碟黃壓塊17與凸棱之間，碟黃壓塊17 與碟黃推桿15之間設(shè)置有間隙，碟黃筒19和測量段外筒7之間設(shè)置有限制碟黃推桿15徑 向平移自由度的推桿限位環(huán)13,凸棱與推桿限位環(huán)之間設(shè)置有復位彈黃14。
[0032] 操作人員一只手用扳手扭轉(zhuǎn)推力螺栓20,另一只手緊握操作桿18,防止標定裝置 轉(zhuǎn)動，推力螺栓20螺旋傳動對碟黃壓塊17產(chǎn)生較大的推力，碟黃壓塊17將推力傳遞給組 合碟黃16,組合碟黃16發(fā)生彈性變形，并對碟黃推桿15施加推力，該推力大小由組合碟黃 16剛度及變形量決定。復位彈黃14用于卸載時使裝置復位，推桿限位環(huán)13用于限制碟黃 推桿15沿標定裝置徑向的平移自由度，提升整個力傳遞鏈的穩(wěn)定性。
[0033] 扳手的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩可W按式（1)計算。
[0034] (1)
[0035] 式中：
[0036]Mq--扳手驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，N?mm;
[0037]dz--螺紋中徑，mm;
[0038]F--螺旋傳動的軸向載荷，N;
[0039]A-螺旋線升角，（。）； W40]P'一一當量摩擦角，（° );
[0041]t一一軸向支撐面間摩擦因數(shù)；
[0042] D。及d。一一支撐環(huán)面的外徑及內(nèi)徑。
[0043] 螺旋線升角A可按式（2)計算。 閨
樹
[0045]式中：
[0046] P--螺紋螺距，mm。
[0047] 當量摩擦角P '可按式（3)計算。
[0048] (3)
[0049]式中：
[0050]f一一螺紋