液壓驅動寬量程力傳感器標定裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供一種液壓驅動寬量程力傳感器標定裝置，包括：立柱；加載杠桿，橫置在立柱上，中部與立柱的頂部轉動連接，并且以轉動支點為零起點，在加載杠桿的兩邊對稱標有刻度值；水平儀，固定在加載杠桿上；力加載機構，設于加載杠桿的一側，對加載杠桿的一側提供向上的作用力；升降機構，設于加載杠桿的另一側；被測力傳感器和標準計量傳感器，串聯安裝在升降機構上；水平承載塊，底部與串聯安裝的被測力傳感器和標準計量傳感器之中上方的一個傳感器接觸，頂部與加載杠桿的另一側接觸；力傳感器信號顯示單元，分別與被測力傳感器和標準計量傳感器電連接。該裝置能夠實現力傳感器的寬量程標定，具有標定范圍大、精度高、易調節的優點。
【專利說明】液壓驅動寬量程力傳感器標定裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種標定儀器，尤其是一種傳感器標定裝置。
【背景技術】
[0002]力傳感器是指將力學量轉換成電壓、電流等電信號的傳感器。力傳感器是眾多的傳感器種類中最常用且極為重要一種，它被廣泛應用在工業、國防、航空航天、醫學等眾多領域。傳感器標定是檢驗傳感器性能的重要保證，只有經過傳感器標定裝置標定后的傳感器才能有效使用。目前力傳感器的標定裝置主要是采用砝碼加載，或者通過伺服電機驅動來給力傳感器加載。采用砝碼加載的缺點是加載力不連續，采用伺服電機驅動的缺點是最大加載力受到伺服電機功率的限制。
[0003]隨著力傳感器的普遍使用，其量程范圍呈現出小量程高精度、大量程高精度的特點。因此，發明一種適合寬量程范圍、連續加載的力傳感器標定裝置是非常必需的。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種加載力連續，寬量程范圍的力傳感器標定裝置。本發明采用的技術方案是:
一種液壓驅動寬量程力傳感器標定裝置，包括:
立柱，用于支撐加載杠桿；
加載杠桿，橫置在立柱上，中部與立柱的頂部轉動連接，并且以轉動支點為零起點，在加載杠桿的兩邊對稱標有刻度值；
水平儀，固定在加載杠桿上；
力加載機構，設于加載杠桿的一側且整體能夠沿加載杠桿移動，對加載杠桿的一側提供向上的作用力；
升降機構，設于加載杠桿的另一側；
被測力傳感器和標準計量傳感器，串聯安裝在升降機構上，均保持水平狀態；
水平承載塊，底部與串聯安裝的被測力傳感器和標準計量傳感器之中上方的一個傳感器接觸，頂部與加載杠桿的另一側接觸；
力傳感器信號顯示單元，分別與被測力傳感器和標準計量傳感器電連接。
[0005]進一步地，在加載杠桿的底部中央沿長度方向開有凹槽。
[0006]進一步地，水平承載塊的底部為扁平式基座，基座中央安裝有力傳遞棒，力傳遞棒頂在加載杠桿底部的凹槽內，并與凹槽間隙配合。
[0007]進一步地，力加載機構包括液壓活塞、活塞缸支架、液壓油管、液壓泵、加載桿；液壓活塞安裝在活塞缸支架上，液壓活塞連接加載桿，加載桿頂在加載杠桿底部的凹槽內，并與凹槽間隙配合；液壓泵通過液壓油管與液壓活塞連接。
[0008]進一步地，加載杠桿底部開的凹槽為矩形凹槽，相應地，水平承載塊上的力傳遞棒為矩形棒。[0009]進一步地，升降機構采用滾珠絲杠升降機，包括一個滾珠絲杠升降水平臺，滾珠絲杠升降水平臺能夠在左右兩側豎立的光桿上滑動，左右兩側的光桿中間為一根滾珠絲杠。
[0010]優選地，所述水平儀固定安裝在加載杠桿的中央部位。
[0011]本發明的優點在于:
I)由于采用杠桿原理，在確定被測力傳感器的量程后，可以通過調節力臂來改變施加在被測力傳感器上的加載力，增加了改變加載力大小的新方式。
[0012]2)由于采用液壓驅動，液壓活塞上的驅動力可以通過改變油壓來實現液壓活塞上的推力從零到最大值連續加載。
[0013]3)由于采用滾珠絲杠升降水平臺，通過水平儀校準加載杠桿的水平度，能夠保證被施加力垂直加載在被測力傳感器上。
[0014]4)利用杠桿原理，并且作用力的施加位置(加載桿位置)和水平承載塊位置均可左右移動，杠桿兩邊的力臂可連續變化，因此該裝置的量程范圍非常寬。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明的結構組成示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合具體附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0017]如圖1所示:本發明所提供的液壓驅動寬量程力傳感器標定裝置，包括:
加載杠桿1、水平儀2、立柱3、力加載機構4、水平承載塊51、被測力傳感器52、標準計量力傳感器53、升降機構54、信號線62和力傳感器信號顯不單兀61。其中力加載機構4包括液壓活塞41、活塞缸支架42、液壓油管43、液壓泵44、加載桿45。
[0018]所述立柱3用于支撐加載杠桿I。加載杠桿I橫置在立柱3上，其中部與立柱3的頂部通過鉸鏈連接，因此可轉動，并且以轉動支點11為零起點，在加載杠桿I的兩邊對稱標有刻度值。
[0019]水平儀2固定在加載杠桿I上；優選固定在加載杠桿I的中央部位。水平儀2用于判斷加載杠桿I是否處于水平狀態。若加載杠桿I處于不平狀態，則調節升降機構54至加載杠桿I水平。
[0020]所述加載杠桿I的底部中央沿長度方向開有矩形凹槽，其長、寬、高與加載杠桿的長、寬、高之比值為1:0.3:0.3。
[0021]液壓活塞41、活塞缸支架42、液壓油管43、液壓泵44、加載桿45設于加載杠桿I的一側，整體上能夠一起沿加載杠桿I移動(比如安裝在一個小平板車上)，用于對加載杠桿I的一側提供向上的作用力。具體地，液壓活塞41安裝在活塞缸支架42上，液壓活塞41連接加載桿45，加載桿45頂在加載杠桿I底部的凹槽內，并與凹槽間隙配合，可左右滑動；液壓泵44通過液壓油管43與液壓活塞41連接。
[0022]所述升降機構54設于加載杠桿I的另一側；升降機構54采用滾珠絲杠升降機，包括一個滾珠絲杠升降水平臺541，滾珠絲杠升降水平臺541能夠在左右兩側豎立的光桿上滑動，左右兩側的光桿中間為一根滾珠絲杠542。被測力傳感器52和標準計量傳感器53 —上一下串聯安裝在滾珠絲杠升降水平臺541上；滾珠絲杠升降水平臺541保持水平狀態，從而使得被測力傳感器52和標準計量傳感器53均保持水平。
[0023]水平承載塊51的底部為扁平式基座，與被測力傳感器52接觸；頂部需要與加載杠桿I的另一側接觸，以傳導作用力至傳感器，形成施加在被測力傳感器上的加載力；具體地，水平承載塊51基座中央安裝有力傳遞棒511 (力傳遞棒511作為水平承載塊的頂部)，力傳遞棒511頂在加載杠桿I底部的凹槽內，并與凹槽間隙配合，既能夠傳導作用力又能夠左右滑動。由于加載杠桿I底部的凹槽為矩形，因此水平承載塊51上的力傳遞棒511采用矩形棒。
[0024]被測力傳感器52和標準計量傳感器53均通過信號線62與力傳感器信號顯示單元61連接，力傳感器信號顯示單元61為二通道信號采集。
[0025]利用本發明的液壓驅動寬量程力傳感器標定裝置對力傳感器進行標定的過程如下:
標定測試前，首先確定被測力傳感器52量程范圍、測量精度，然后選取同量程，精度更高一級的標準計量力傳感器53。將被測力傳感器52和標準計量力傳感器53串聯安裝在滾珠絲杠升降水平臺541上，被測力傳感器52位于標準計量力傳感器53的上面。水平承載塊51覆蓋在被測力傳感器52上面，調節滾珠絲杠升降水平臺541的升降高度，觀察水平儀2，直至加載杠桿I處于水平狀態。
[0026]根據杠桿原理，計算被測力傳感器52最大受力極限與最大力臂的乘積，然后根據力矩相等原則，通過液壓活塞41施加力的大小計算出最大的施加力臂。啟動液壓泵44，在其穩定工作后，通過力傳感器信號顯示單元61讀取被測力傳感器52和標準計量力傳感器53的力值。將標準計量力傳感器53的力顯示值作為標準值，通過“背靠背”的方式實現對被測力傳感器52的標定。
[0027]接著，根據傳感器標定需要的施加力值，改變液壓活塞41的水平位置，通過改變力臂長度來改變被測力傳感器52處獲得的施加力。由各個不同的傳感器受力值，構成被測傳感器52的標定曲線。
[0028]最后應說明的是:以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種液壓驅動寬量程力傳感器標定裝置，其特征在于，包括: 立柱(3)，用于支撐加載杠桿⑴； 加載杠桿(I)，橫置在立柱(3)上，中部與立柱(3)的頂部轉動連接，并且以轉動支點(11)為零起點，在加載杠桿(I)的兩邊對稱標有刻度值； 水平儀(2)，固定在加載杠桿(I)上； 力加載機構(4)，設于加載杠桿⑴的一側且整體能夠沿加載杠桿⑴移動,對加載杠桿(I)的一側提供向上的作用力； 升降機構(54),設于加載杠桿(I)的另一側； 被測力傳感器(52)和標準計量傳感器(53)，串聯安裝在升降機構(54)上，均保持水平狀態； 水平承載塊(51)，底部與串聯安裝的被測力傳感器(52)和標準計量傳感器(53)之中上方的一個傳感器接觸，頂部與加載杠桿(I)的另一側接觸； 力傳感器信號顯示單元(61)，分別與被測力傳感器(52)和標準計量傳感器(53)電連接。
2.如權利要求1所述的液壓驅動寬量程力傳感器標定裝置，其特征在于: 在加載杠桿(I)的底部中央沿長度方向開有凹槽。
3.如權利要求2所述的液壓驅動寬量程力傳感器標定裝置，其特征在于: 水平承載塊(51)的底部為扁平式基座，基座中央安裝有力傳遞棒(511)，力傳遞棒(511)頂在加載杠桿(I)底部的凹槽內，并與凹槽間隙配合。
4.如權利要求2所述的液壓驅動寬量程力傳感器標定裝置，其特征在于: 力加載機構(4)包括液壓活塞(41)、活塞缸支架(42)、液壓油管(43)、液壓泵(44)、力口載桿(45);液壓活塞(41)安裝在活塞缸支架(42)上，液壓活塞(41)連接加載桿(45)，力口載桿(45)頂在加載杠桿(I)底部的凹槽內，并與凹槽間隙配合；液壓泵(44)通過液壓油管(43)與液壓活塞(41)連接。
5.如權利要求3所述的液壓驅動寬量程力傳感器標定裝置，其特征在于: 加載杠桿(I)底部開的凹槽為矩形凹槽，相應地，水平承載塊(51)上的力傳遞棒(511)為矩形棒。
6.如權利要求1?5中任一項所述的液壓驅動寬量程力傳感器標定裝置，其特征在于: 升降機構(54)采用滾珠絲杠升降機。
7.如權利要求6所述的液壓驅動寬量程力傳感器標定裝置，其特征在于: 所述滾珠絲杠升降機包括一個滾珠絲杠升降水平臺(541)，滾珠絲杠升降水平臺(541)能夠在左右兩側豎立的光桿上滑動，左右兩側的光桿中間為一根滾珠絲杠(542)。
8.如權利要求1?5中任一項所述的液壓驅動寬量程力傳感器標定裝置，其特征在于: 所述水平儀(2)固定安裝在加載杠桿I的頂部中央部位。
【文檔編號】G01L25/00GK103994855SQ201410240098
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】過峰, 俞建峰, 趙介軍 申請人:江蘇出入境檢驗檢疫局機電產品及車輛檢測中心, 江南大學