扁平式壓力傳感器動態(tài)高壓校準裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種扁平式壓力傳感器動態(tài)高壓校準裝置，其包括落錘液壓式高壓發(fā)生裝置和扁平式壓力傳感器的密封加載裝置兩部分，所述的落錘液壓式高壓發(fā)生裝置包括電機組件、支架組件、鋼絲繩、磁鐵組件、重錘、壓力發(fā)生器組件以及標準壓力傳感器；所述的扁平式壓力傳感器的密封加載裝置包括反力架、校準基座、液壓油、密封墊、被校扁平式壓力傳感器、壓塊、千斤頂以及油泵；所述的壓力發(fā)生器組件腔內(nèi)的液壓油通過連接管和校準基座腔內(nèi)的液壓油的聯(lián)通，壓力發(fā)生器組件內(nèi)產(chǎn)生的壓力通過液壓油聯(lián)通的連接管傳導到被校扁平式壓力傳感器的感壓面。本實用新型基于落錘式液壓校準方法，結合密封加載裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)扁平式壓力傳感器的動態(tài)高壓校準。
【專利說明】扁平式壓力傳感器動態(tài)高壓校準裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于計量測試【技術領域】，特別是涉及一種扁平式壓力傳感器動態(tài)高壓校準技術及裝置。
【背景技術】
[0002]在工程防護、兵器研制、爆炸力學等研究領域，經(jīng)常需要開展數(shù)百兆帕的動態(tài)高壓力測量。用于這些場合的大量程壓力傳感器在現(xiàn)場測量之前必須經(jīng)過校準，以得到傳感器或整個傳感系統(tǒng)的靈敏度、頻響等動靜態(tài)指標。對于常用的螺紋式結構的壓力傳感器，在校準時可以通過螺紋直接連接在壓力發(fā)生器基體上。但是，在不便于或不能夠使用螺紋結構的壓力測量場合，如巖土、混凝土介質(zhì)以及其他非金屬材料內(nèi)的爆炸壓力測量等，廣泛使用扁平式結構的壓力傳感器，由于傳感器形狀和引線的關系，這種傳感器在校準時如何施加壓力于傳感器敏感面一直是校準時的難題。目前實用新型人尚未見到可用于扁平式壓力傳感器動態(tài)高壓校準的裝置或研究報道。
[0003]國內(nèi)外常用的一種壓力校準裝置是落錘液壓式校準裝置，它的工作原理是沿導向系統(tǒng)自由下落的重錘將重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，隨后與油缸頂端的精密活塞相撞，通過活塞壓縮油缸內(nèi)的液體，在油缸內(nèi)產(chǎn)生壓力，從而將重錘的動能又轉(zhuǎn)化為液壓油體積變形的彈性勢能。當動能全部轉(zhuǎn)化時，重錘與活塞達到最大壓縮行程，油缸內(nèi)的壓力達到最大，其后由于液壓油的彈性恢復作用，把活塞與重錘上推，直到重錘跳離活塞，彈性勢能又轉(zhuǎn)化為重錘動能。這樣在油缸內(nèi)形成一個近似于半正弦的壓力脈沖。這種裝置可通過對重錘質(zhì)量、落高、初始容積、活塞面積等參數(shù)的調(diào)整來改變壓力峰值和壓力脈寬，容易獲得高壓，且加載時間短，有利于提高傳感器的使用壽命，可用于幅值和波形一致性校準，同時可以對傳感器的動態(tài)實用性進行檢驗。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是提供一種扁平式壓力傳感器動態(tài)高壓校準裝置，該裝置基于落錘式液壓校準方法，結合特殊設計的密封加載裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)扁平式壓力傳感器的動態(tài)高壓校準，且該裝置具有校準壓力范圍寬、精度高、操作簡單、使用方便等優(yōu)點。
[0005]本實用新型的目的可采用如下技術方案來實現(xiàn):所述的扁平式壓力傳感器動態(tài)高壓校準裝置包括落錘液壓式高壓發(fā)生裝置和扁平式壓力傳感器的密封加載裝置兩部分，所述的落錘液壓式高壓發(fā)生裝置包括電機組件、支架組件、鋼絲繩、磁鐵組件、重錘、壓力發(fā)生器組件以及標準壓力傳感器，支架組件垂直安裝固定在地面上，在支架組件的頂部安裝電機組件，鋼絲繩一端與電機組件連接，另一端連接磁鐵組件，磁鐵組件和重錘兩側均有圓形導向孔，支架組件的支撐立柱通過導向孔穿過磁鐵組件和重錘，壓力發(fā)生器組件安裝在支架組件底部的基座上，標準壓力傳感器安裝在壓力發(fā)生器組件的傳感器接口上；所述的扁平式壓力傳感器的密封加載裝置包括反力架、校準基座、液壓油、密封墊、被校扁平式壓力傳感器、壓塊、千斤頂以及油泵，被校扁平式壓力傳感器安裝固定在校準基座上，兩者之間放置密封墊，液壓千斤頂以及校準基座都被安裝在反力架底部，液壓千斤頂活塞桿施加的預緊力通過壓塊作用在被校扁平式壓力傳感器端面上；所述的壓力發(fā)生器組件腔內(nèi)的液壓油通過連接管和校準基座腔內(nèi)的液壓油的聯(lián)通，壓力發(fā)生器組件內(nèi)產(chǎn)生的壓力通過液壓油聯(lián)通的連接管傳導到被校扁平式壓力傳感器的感壓面，實現(xiàn)校準壓力加載。
[0006]所述的支架組件包括底座、立柱、頂板以及地腳螺栓，立柱設置在底座上，用于固定裝配步進電機的頂板設置在立柱上端，底座通過地腳螺栓固定在地面上。
[0007]所述的重錘包括基本錘體和配重兩部分，基本錘體上有導向孔，所述的支架組件的立柱穿過導向孔，配重和基本錘體之間通過螺栓連接。
[0008]本實用新型的扁平式壓力傳感器動態(tài)高壓校準裝置，充分利用落錘液壓式高壓校準方法的優(yōu)勢，根據(jù)扁平式壓力傳感器的特點，設計制作了專用于扁平式壓力傳感器的特殊夾具，實現(xiàn)了校準壓力的成功加載；使用液壓千斤頂和反力架結合的方法，解決了液壓校準方法中常見的漏油問題，保證了校準壓力的準確性，該裝置為扁平式壓力傳感器提供了一種簡單方便又精確可靠的動態(tài)高壓校準方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0010]圖1中:1、電機組件，2、支架組件，3、鋼絲繩，4、磁鐵組件，5、重錘，6、壓力發(fā)生器組件，7、標準壓力傳感器，8、連接管，9、反力架組件，10、校準基座，11、液壓油，12、密封墊，13、被校扁平式傳感器，14、壓塊，15、千斤頂，16、手動油泵。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖，說明本實用新型具體實施例。
[0012]參見圖1，本實用新型的扁平式壓力傳感器動態(tài)高壓校準裝置，包括兩大部分，一部分是落錘液壓式高壓發(fā)生裝置，由電機組件1、支架組件2、鋼絲繩3、磁鐵組件4、重錘5、壓力發(fā)生器組件6、標準壓力傳感器7組成，支架組件2垂直安裝固定在地面上，在支架組件2的頂部安裝電機組件1，鋼絲繩3 —端與電機組件2連接，另一端連接磁鐵組件4，磁鐵組件4和重錘5兩側均有圓形導向孔，支架組件2的支撐立柱通過導向孔穿過磁鐵組件4和重錘5，壓力發(fā)生器組件6安裝在支架組件2底部的基座上，標準壓力傳感器7安裝在壓力發(fā)生器組件6的傳感器標準接口上；另一部分是扁平式壓力傳感器的密封加載裝置，由反力架組件9、校準基座10、液壓油11、密封墊12、被校扁平式壓力傳感器13、壓塊14、千斤頂15、手動油泵16組成，被校扁平式壓力傳感器13安裝固定在校準基座10上，兩者之間放置密封墊12，液壓千斤頂15以及校準基座10都被安裝在反力架上，液壓千斤頂15的活塞桿施加的預緊力通過壓塊14作用在被校扁平式壓力傳感器13端面上，實現(xiàn)對油腔的良好密封。這兩大部分通過連接管8實現(xiàn)兩者腔內(nèi)液壓油11的聯(lián)通，壓力發(fā)生器組件6內(nèi)產(chǎn)生的壓力通過液壓油11聯(lián)通的連接管8同時傳導到被校扁平式壓力傳感器13的感壓面，實現(xiàn)校準壓力加載。
[0013]所述的電機組件I包括步進電機、步進電機的驅(qū)動控制器、激光位移傳感器、單片機控制系統(tǒng)，其主要功能是利用激光位移傳感器測量所述的重錘的位置、由單片機控制系統(tǒng)控制步進電機使所述的重錘停止在設定高度。所述的壓力發(fā)生器組件6包括活塞桿、壓力發(fā)生器基體、密封元件，在壓力發(fā)生器基體上預留有多個標準螺紋接口。所述的被校扁平式壓力傳感器外形采用圓餅形。所述的支架組件2包括底座、支撐立柱、頂板以及地腳螺栓，支撐立柱設置在底座上，用于固定裝配步進電機的頂板設置在立柱上端，底座通過地腳螺栓固定在地面上。所述的重錘5包括基本錘體和配重兩部分，基本錘體上有導向孔，和所述的支架組件2的支撐立柱通過導向孔連接在一起，基本錘體可以在支撐立柱上沿垂直向滑動；不同質(zhì)量的配重和基本錘體之間通過螺栓可靠地連接在一起，得到校準所需的不同質(zhì)量的重錘。所述的磁鐵組件4包括電磁鐵及電磁鐵控制系統(tǒng)。
[0014]利用該裝置進行扁平式壓力傳感器動態(tài)高壓校準時，首先將標準壓力傳感器7安裝在壓力發(fā)生器組件6的傳感器標準接口上，將被校準的扁平式壓力傳感器13安裝在其校準基座10上，利用手動油泵16和千斤頂15通過壓塊14對被校扁平式壓力傳感器13進行預壓和密封。壓力發(fā)生器組件6位于支架組件2的底座中央，磁鐵組件4通電后吸住重錘5，在自動控制系統(tǒng)的單片機上輸入欲提升的落錘高度值，確認后控制系統(tǒng)控制步進電機轉(zhuǎn)動，通過卷軸纏繞鋼絲繩3使重錘5上升到預定的高度后自動停止，然后操作電磁鐵控制系統(tǒng)使電磁鐵斷電，電磁鐵與重錘5脫離，重錘5自由下落與壓力發(fā)生器組件6上的活塞發(fā)生碰撞，壓力發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生半正弦型脈沖壓力，這個脈沖壓力同時作用在標準壓力傳感器和被校準的扁平式壓力傳感器上，同時檢測這兩個傳感器的輸出，并對測得的兩組數(shù)據(jù)進行分析比較，可獲得待校扁平式壓力傳感器的各種動靜態(tài)性能。此外，該裝置也能用來校準螺紋式壓力傳感器，只需要將連接在壓力發(fā)生器組件6上的連接管7換成被校準的螺紋式壓力傳感器即可。目前，該裝置能夠獲得的最大校準壓力為lOOOMPa，壓力脈沖寬度0.5?10ms ο
【權利要求】
1.一種扁平式壓力傳感器動態(tài)高壓校準裝置，其特征是:其包括落錘液壓式高壓發(fā)生裝置和扁平式壓力傳感器的密封加載裝置兩部分，所述的落錘液壓式高壓發(fā)生裝置包括電機組件、支架組件、鋼絲繩、磁鐵組件、重錘、壓力發(fā)生器組件以及標準壓力傳感器，支架組件垂直安裝固定在地面上，在支架組件的頂部安裝電機組件，鋼絲繩一端與電機組件連接，另一端連接磁鐵組件，磁鐵組件和重錘兩側均有圓形導向孔，支架組件的支撐立柱通過導向孔穿過磁鐵組件和重錘，壓力發(fā)生器組件安裝在支架組件底部的基座上，標準壓力傳感器安裝在壓力發(fā)生器組件的傳感器接口上；所述的扁平式壓力傳感器的密封加載裝置包括反力架、校準基座、液壓油、密封墊、被校扁平式壓力傳感器、壓塊、千斤頂以及油泵，被校扁平式壓力傳感器安裝固定在校準基座上，兩者之間放置密封墊，液壓千斤頂以及校準基座都被安裝在反力架底部，液壓千斤頂活塞桿施加的預緊力通過壓塊作用在被校扁平式壓力傳感器端面上；所述的壓力發(fā)生器組件腔內(nèi)的液壓油通過連接管和校準基座腔內(nèi)的液壓油的聯(lián)通，壓力發(fā)生器組件內(nèi)產(chǎn)生的壓力通過液壓油聯(lián)通的連接管傳導到被校扁平式壓力傳感器的感壓面，實現(xiàn)校準壓力加載。
2.根據(jù)權利要求1所述的扁平式壓力傳感器動態(tài)高壓校準裝置，其特征是:所述的支架組件包括底座、立柱、頂板以及地腳螺栓，立柱設置在底座上，用于固定裝配步進電機的頂板設置在立柱上端，底座通過地腳螺栓固定在地面上。
3.根據(jù)權利要求1所述的扁平式壓力傳感器動態(tài)高壓校準裝置，其特征是:所述的重錘包括基本錘體和配重兩部分，基本錘體上有導向孔，所述的支架組件的立柱穿過導向孔，配重和基本錘體之間通過螺栓連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的扁平式壓力傳感器動態(tài)高壓校準裝置，其特征是:所述的被校扁平式壓力傳感器外形采用圓餅形。
【文檔編號】G01L25/00GK203643082SQ201420012989
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年1月9日 優(yōu)先權日:2014年1月9日
【發(fā)明者】余尚江, 楊吉祥, 陳晉央, 郭士旭, 周會娟, 賈超, 黃劉宏 申請人:中國人民解放軍總參謀部工程兵科研三所