动态力校准中力传感器端部等效质量测量方法研究

力传感器端部等效质量是动态力校准中的重要部分,其测量误差会对动态力校准产生较大影响。本文通过了解力传感器结构,确定力传感器端部等效质量的构成,并简单介绍了四种测量端部等效质量的方法。最后,利用两次配重消去法进行实验,将不同配合不同工况下得到的结果进行对比分析,说明该方法可以较好的解决测量端部等效质量问题。     

超宽量程气体流量测量方案的讨论

节流装置在工业生产流量测量中占据主要的地位,但传统节流装置量程比较窄,一般为3:1,在石化、石油、化工、冶金等行业的通用气体(如氧气、氮气、空气等)流量计量中限制了其应用.文章分析了节流装置量程窄的原因,并提出了采用现代计算机软件技术,实现节流装置测量气体流量量程比达到20:1的实用方案.     

可变量程扭矩传感器的设计

通过研究,设计了一种可变量程的扭矩传感器,用于不同扭矩范围的扭力弹簧的扭矩测量。该扭矩传感器克服了传统上只能测量单一量程的局限性,既可以用于微小扭矩的测量,又可以用于大扭矩的测量,因而提高了经济性,节约了资源。     

一种PSD传感器量程拼接技术

为解决PSD传感器量程受限问题,设计了一维PSD传感器量程拼接技术。根据PSD传感器的原理和特性使用两片一维PSD传感器S3932构建拼接模型,通过设计一维PSD传感器量程拼接算法最终实现一维PSD传感器的量程扩展。试验和计算结果表明：通过对两片一维PSD传感器S3932的拼接,光敏面尺寸可由12 mm扩展至优于20 mm,量程提高了66%以上。该技术适合各型号的一维PSD传感器,可有效扩展其量程,为一维PSD传感器应用于大量程测量场合提供了解决方案,对一维PSD传感器的进一步推广应用极具价值,具有良好的经济效益。     

超宽量程微波功率指示器校准方法研究

通过对传统的功率指示器校准方法的分析研究，针对校准量程窄、通用性不强、无法满足新型超宽量程微波功率指示器的计量需求等问题，提出了利用SYSTEMⅡ功率传递系统实现功率指示器校准的方案，详细介绍了方案的原理和具体实现过程，并对测量结果进行了不确定度分析，经实际测试，结果表明方案可行。方案立足现有设备进行设计，在功能实现的同时还具有较强的通用性，对开展新型功率指示器的校准具有一定的参考价值。     

一种采用应变测力传感器补偿动态力测量误差的理论研究

本文在理论上研究了一种采用串联多自由度应测力传感器补偿动态力测量误差的方法，在数学上根据串联多自由度应变测力传感器的输入输出传递函数建立了这种传感器的状态方程，通过对传感器数学模型的分析，提出了一种消除动态力测误差的方法，在本文的假设情况下采用这种方法在理论上可以完全消除测力传感器的动态测量误差。     

0-5kN-10kN力值国际关键比对的评述

从1999年起,国际计量局（BIPM）质量及相关量咨询委员会（CCM）组织了0-5kN．10kN（CCM．F-K1）、0-50kN-100kN（CCM.F-K2）、0-500kN-1000kN（CCM．F-K3）和0-2MN．4MN（CCM．F．K4）等4个量程的力值国际关键比对,旨在保证世界各国间力值的准确一致。中国计量科学研究院作为中国国家实验室参加了全部4项力值国际关键比对。介绍了CCM．F-K1．a0-5kN．10kN力值国际关键比对的比对方法和比对结果,对提高我国力值计量领域的研究水平,以后组织或参加力值国际和国内力值比对及进行各实验室问能力验证具有一定的指导意义。     

国产轧制力传感器的结构原理与设计制造

冶金轧钢是连续的不间断作业,为保证轧机上的辊轮两端的力值一致,并指示和控制轧制力,通常需要安装轧制力传感器来测量轧辊两端的力值。寻找替代进口的国产大量程测力传感器,一直以来是轧钢企业的夙愿。轧制力传感器的国产化,是国内测力与称重传感器制造企业的技术攻关方向之一。     

一种新型静重、液压和叠加组合式力标准机

目前．国内生产的力标准机基本上都是单功能的,有液压式力标准机、静重式力标准机、叠加式力标准机等。各种力标准机量程、准确度、可操作性、性价比等也各有特点：静重机准确度高,但一般量程小．大量程成本太高：液压机量程大,但操作繁琐：叠加机可以和液压机一样实现大量程．且操作方便．但长期稳定性差。这几种力标准机的使用功能单一且有限．一个计量部门如果需要计量不同类型的传感器可能需要同时买人多台不同类型的力标准机。投人大、功效低,而且这些单一功能的力标准机使用频率不高．很容易被闲置,造成资源浪费。     

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...     

基于近场测量法的水声换能器声场重建方法研究

为了提高对水声换能器声场分析的效率,开展了基于近场测量法的水声换能器的声场重建方法研究,首先将水声换能器的全息测量面近似为等效声源面,通过积分得到声场重建模型,然后利用自主研发的水下声场测量系统获得发射换能器全息测量面的复声压,实现对其声场的重建,最后比较不同全息测量面的重建结果和实测数据,并分析全息测量面的位置对重建结果的误差影响,得到了重建方法的有效测量区间。该声场重建方法可快速得到水声换能器的声场分布,并且准确可靠。     

大幅值脉冲力激励装置研究

动态力测量的场景越来越广泛,对测量准确度的要求也越来越高。为解决国内始终没有基于绝对法加速度测量的脉冲式动态力标准装置的问题,研究建立了覆盖1~200 kN范围的脉冲力激励装置。经试验证明,该装置具有较好的横向运动比和台面幅值不均匀度,具有重要技术推广价值,为促进动态力传感器在工程实践中的应用以及动态力测量技术的发展提供了有力支撑。     

球壳换能器电声效率测量方法研究

换能器电声效率是高强度聚焦超声系统治疗剂量预测的重要参数。基于平面扫描法、辐射力天平法和自易法测量球壳聚焦换能器的输出声功率,同时测量换能器激励电功率,计算得到换能器电声效率。以1.1MHz的球壳换能器为被测对象,平面扫描法的相对扩展不确定度为14.21%,辐射力天平法的相对扩展不确定度为5.82%,自易法的相对扩展不确定度为15.30%。3种方法测量所得电声效率偏差在4%以内,实验证明3种方法在测量球壳聚焦换能器的电声效率时具有较好的一致性。     

基于近场声全息的聚焦换能器声场测量方法研究

高强度聚焦超声(HIFU)被广泛应用于医疗领域,但聚焦换能器焦点处的声强比较大,直接测量容易造成水听器损坏.为了间接获得焦点处声压,将全息测量面近似等效为声源面,结合空间傅里叶变换算法,提出了一种高测量效率的聚焦换能器声场测量方法.以球面自聚焦换能器为对象,进行声场测量方法的仿真研究和实验验证.结果表明,该方法比积分法...     

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.     

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。     

基于近场声全息的高频换能器阵列声场测量方法

在二维平面声压构建技术理论基础上,结合空间傅里叶变换的近场声全息技术,提出一种高测量效率的声场测量方法。以由4个压电元件所构成的矩形活塞换能器阵列为测量对象,进行声场仿真和实验测量,验证该测量方法的测量精度与效率。结果表明,该方法相比面扫描法测量效率提高了560倍,相比积分法计算速度提高两倍,可有效应用于高频换能器阵列的声场测量。     

应变式力传感器动态特性研究及动态补偿

通过测试传感器的固有频率和冲击响应,对不同结构的应变式力传感器的动态特性进行了研究。当力传感器动态特性不理想时,根据零极点配置法设计了动态补偿数字滤波器,对力传感器进行动态补偿,使之适用于动态测量。实验表明:柱式力传感器的动态特性优于S形力传感器。通过对S形传感器进行动态补偿,拓宽了力传感器的工作频带,提高了力传感器的动态性能,减小了动态误差。     

高静水压下换能器阻抗特性的测量方法研究

针对在小腔体中阻抗分析仪发射连续波无法准确测得换能器阻抗的问题,提出一种在高静水压下使用脉冲正弦信号激励换能器测量阻抗的方法。以采样电阻法为基础,根据腔体尺寸确定发射脉冲个数以及可测频率范围来有效避免腔体边界反射对测量造成的影响。通过设置不同的发射频率,分别采集换能器两端及采样电阻两端的电压波形信号,利用已知频率的三参数正弦曲线拟合法分别得到波形信号的幅值和初始相位角,计算得到换能器的导纳值。改变静水压力,利用脉冲法测得0~10 MPa静水压下换能器导纳特性。实验结果表明,采用脉冲正弦信号激励的方法可在有限空间内准确测量换能器的阻抗特性;且随着静水压力的升高换能器的谐振频率发生偏移,导纳圆直径减小。