压电式动态力传感器校准方法的研究

针对智能制造行业里压电式传感器的动态性能校准问题,介绍了针对传感器动态力参数的相关方法和脉冲力法校准装置,在装置上完成了试验验证和分析。介绍了两种常规的动态力校准方法,针对不同的校准方法建立了运动方程,做出了差异性分析。然后介绍了一种基于绝对法测量的压电式传感器脉冲力法校准装置,装置的结构包括基于刚体碰撞的脉冲力发生装置和基于外差式迈克尔逊干涉仪的测量系统,说明了工作原理和解算方法。最后利用建立的校准装置对典型压电式传感器进行动态力校准,进行结果分析和可靠性验证。     

基于LabVIEW的冲击法动态力传感器校准装置

动态力传感器是对力值进行动态测量的传感器,在工业生产中具有重要作用,其精度直接关乎生产制造,所以对其进行校准显得尤为重要。对冲击法动态力传感器的校准原理进行研究,对现有的标准冲击加速度装置基础上进行改造,用于动态力传感器校准。提出了基于LabVIEW的冲击法动态力传感器校准装置的软硬件设计方案,研制了一套高度集成化、自动化的校准装置。本装置检测结果与实验室参考动态灵敏度最大偏差仅为0.81%,满足设计要求。     

轴向加荷疲劳试验机动态力校准装置的性能研究与应用

介绍了一种用于轴向加荷疲劳试验机动态力校准的校准装置。该装置包括由轮辐式和实心柱式两类电阻应变式力传感器组成的标准力传感器和PXI-4220型双通道应变测量系统。分别采用正弦力标准装置、冲击力标准装置和敲击法对标准力传感器的动态特性进行试验和研究。采用标准信号源对PXI-4220数据采集系统的动态特性进行试验和研究。通过试验和研究表明,该轴向加荷疲劳试验机动态力校准装置在500Hz频率范围内可以满足常用轴向加荷疲劳试验机动态力校准的要求。此外,以本校准装置校准某型号的电磁谐振式疲劳试验机动态力为例,对其动态力校准结果、惯性力修正进行分析和讨论,并对动态力校准结果的不确定度进行评估。     

基于参数辨识的力传感器动态校准方法

力传感器动态校准通常采用静态指标分析方法,很难评价其结构参数对模型时变特性的影响,为此提出一种力传感器动态校准方法。针对被校准力传感器的结构特征建立参数化数学模型,分析动态激励与结构响应之间的频域传递关系;利用最小二乘法对传递函数的频谱特性进行解析,实现模型参数的辨识;采用频率分析法建立传递函数的频域几何关系式,实现动态校准模型的稳定性评价。采用落锤式冲击力校准装置验证所提方法,结果表明该方法能以较小的标准差辨识被校准力传感器的结构参数,也能依据相位裕量和幅值裕量判断动态校准模型的稳定性。     

压电力传感器的振动台校准

压电力传感器的动态灵敏度校准是不能通常的静态力校准装置完成的。受压５０００Ｎ和受拉１０００Ｎ以下的压电力传感器。可用振动校准装置完成对它的灵敏度频率响应及线性的校准。本文重点是说明实验方法，并给出实验数据。     

高g值加速计和压电式力传感器的动态校准

本提出一种高g值加速度计的动态校准方法和装置,其最大加速度峰值超过100000g。这套装置还可以对压电式力传感器进行动态校准。中给出两个加速度计加速度峰值的二十余次实验结果,以及加速度计与力传感器的冲击响应实验曲线。同时,还求出它们的动态数学模型（包括差分模型、传递函数、频率特性）和动态性能指标。此外,还讨论了本的4个创新点。     

动态力校准中需要规范的若干问题

测力仪器在动态力测量与静态校准中的表现有较大差异,因此动态力校准对广泛使用的动态载荷测量有重要意义。本文首先对两种典型的动态力校准方法及相应装置的能力状态进行简单介绍;然后结合实际校准与测量工作提出动态力校准中存在的一些问题,并指出动态力校准装置的力传递形式及相关设计参数对校准结果有较大影响;最后对提出的问题进行梳理分类,并探讨解决问题的基本思路与原则,为建立动态力校准装置给出需要考虑的设计参数,也为编制动态力校准的规范提供必要的依据。     

动态力传感器校准实例——动态信号的采集与分析

基于一套动态力校准装置,介绍了动态信号采集和分析的方法以及设计流程。针对在校准装置研制过程中遇到的问题,进行了不同方式的比较,并给出了分析结果。本文中的校准装置是基于落锤冲击方式来产生负阶跃力信号的,此负阶跃力信号的下降速度在微秒量级,为了能够更快、更准确的采集到此动态信号,装置采用了一款高速动态采集卡来实现信号的采集,并比较了应用LabVIEW2012软件设计的两种方式的优劣。最后对采集到的完整数据进行了数据处理,给出了动态力传感器的动态性能分析。     

脉冲力校准装置提升及扶正机构设计及数据验证

脉冲力发生装置的提升和扶正机构是脉冲力发生装置的重要组成部分,提升和扶正机构对动态力校准的准确性和重复性起到至关重要的作用。对提升装置的选型和扶正机构的改进进行了描述和验证,实验数据证明了设计的合理性,满足对动态力传感器的校准需求。     

基于伺服驱动的离心式动态力校准装置

为提高准静态环境使用的力传感器校准精度,研制了基于伺服驱动的离心式动态力校准装置。该装置利用直驱伺服电机驱动和控制质量块做离心运动,通过去轴承设计的动力传动机构输出量值可控的动态力;建立了动力学模型并得到了实验验证;进行了测量重复性和动态响应性能实验研究。实验结果表明,校准装置在中高转速下测量重复性优于1%,能在0.242s内加速到额定转速500r/min,且输出力值可达到3.8kN。     

动态力传感器动态校准中校准方式及负载质量选取的研究

在动态力传感器的动态校准中,校准方式的选取会对动态校准结果产生较大影响。力传感器动态校准需要使用配重质量块作为负载,对于质量块的选择将影响力传感器动态幅值灵敏度的测量准确性,进而影响测量结果。本文通过对动态力传感器动态校准技术研究,对IEPE型动态力传感器进行不同校准方式下的动态幅值灵敏度校准实验,选取不同质量块分析其对测量结果的影响,为力传感器动态校准提供参考。     

压电式力传感器连续加载的校准方法

针对压电式力传感器连续加载的校准方法进行初步探索。使用高精度应变式力传感器作为标准力传感器,在叠加式力标准装置上对压电式力传感器施加类似三角波式的连续载荷,利用数据采集系统采集标准力传感器和被校压电式力传感器的输出,记录整个加载过程,对输出曲线进行分析处理。提出了在连续加载曲线上选择校准点的方法,通过实验数据验证该校准方法的可行性,并对影响校准结果的各种因素进行了初步的分析。     

动态力校准系统及标准性能指标

一、前言目前在一些领域中,动态力测量发展较快,并取得一些进展。人们已经认识到用于动态测量的传感器及其测量系统仅通过静态标定是得不到可靠数据的,因而为保证动态测量的准确、可靠,必须确定其动态性能。落锤式冲击力装置是一种理想的力源,与标准冲击加速度计配合,组成动态力校准系统,可根据不同的要求以比较法进行力传感器的准静态校准、动态校准和各种动态性能测试。本文介绍的落锤式动态力校准系统,其力值为50kN～1MN;力值上升时间≥0.5ms;幅值误差±2.0％。二、主要结构和工作原理落锤式冲击力装置如图1所示,主要由砧子1、机座2、立柱标尺3、力传感器4、毡     

脉冲力校准装置锤体质量块设计及数据验证

脉冲力发生装置的锤体质量块是脉冲力发生装置的重要组成部分,锤体质量块的结构固有频率是保证动态力校准精度的重要条件,通过对锤体质量块的设计及改进进行了描述和验证,最后通过数据验证说明设计是合理的,满足对动态力传感器的校准需求。     

一种六维力传感器现场校准方法的研究

六维力传感器是一种用于监控被测对象所受力和力矩的复合传感器,大量工厂、检测机构、科研院所开始使用带有六维力传感器的大型设备,这些设备面临难以送检、需要现场校准的难题。原有六维力传感器检测装置占地庞大,设备沉重,无法随身携带,故设计了一种六维力传感器现场检测装置,并根据该装置的特点研究了一套标定、校准方法,以满足检测服务需要。     

承载元件材料对力传感器动态校准的影响

通过回顾国外文献中一种动态校准力传感器的方法——大电容器放电熔断金属丝卸载荷,介绍了力传感器动态检测的基本思想和特殊性,讨论了起传递动态力作用的承载元件的设计问题.在某些负阶跃动态力源中,一些关键部件(如承载件)的物理性能会直接导致设计的成败.应该选用弹性模量与密度之比高的材料作为激励力源与被校准传感器之间的媒介元件.一个成功的动态力激励源不但能成功地发生动态力,同时也必须成功地将动态力传递到被校力传感器上.     

基于冲击法的压电式力传感器灵敏度研究

为了开展冲击力校准装置下压电式力传感器动态灵敏度的校准,介绍了基于自由落体的落锤冲击力模型和基于空气轴承悬浮支撑的水平式质量块冲击碰撞的模型;通过4阶Butterworth低通滤波,研究加速度信号波形的滤波平滑,比较了不同截止频率的滤波效果;通过激光测振仪和标准加速度计测量加速度的对比试验,研究加速度绝对测量法与比较测量法对力传感器动态灵敏度校准精度的影响。试验结果表明,激光测振仪测量加速度须通过微分解调,要选择合适上限截止频率的4阶Butterworth低通滤波器进行滤波平滑处理;激光干涉绝对法复现的动态力精度为2%,加速度计比较法复现的动态力精度为4%;激光干涉绝对法校准的灵敏度波动性比加速度计比较法校准的灵敏度波动性小。     

动态力校准技术评述

动态力校准技术应用日益广泛,其测量结果的精度要求越来越高,因此对动态力校准技术的研究具有十分重要的意义。本文简单介绍了实际工程中动态力校准技术的应用与需求,指出了动态力校准技术研究的重要性,总结了目前动态力校准的主要体系,并对各种动态力校准方法的原理、主要特点以及校准装置进行了分类介绍。     

力传感器动标输入信号的理论研究

讨论了对力传感器进行动态校准时输入力信号应满足的条件，给出了三种常用的力传感器在动态标定时使用的力信号的频率特性和有效条件。     

温度传感器动态校准研究

介绍了传感器动态校准的现状,包括概念、特点、数据处理方法等.特别是针对温度传感器动态校准的方法进行了研究,给出了校准装置的选择和校准结果的一些评定方法.