本實用新型屬于傳感器校準技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多量程力傳感器校準裝置。

背景技術(shù)：

多量程力傳感器主要用于火箭發(fā)動機推力地面靜止實驗以及電子秤。該傳感器將大小兩個量程的彈性元件串連形成整體結(jié)構(gòu)，小量程彈性元件與底座間有間隙，能滿足大推力與小推力測量的要求。大推力與小推力測量的測量范圍一般相差幾十甚至上百倍，因此測量的最大點是最小電的幾百倍甚至上千倍，目前的力標準機主要有靜重式力標準機，杠桿式力標準機液壓式力標準機和疊加式力標準機，其測量的最大點一般是最小點的10倍，測量范圍較寬的力標準機最大點一般是最小點的100倍，因此在同一臺設(shè)備同一空間無法對多兩程力傳感器進行校準，當前的做法是多量程力傳感器的大量程和小量程段分別用不同的力標準裝置進行校準，這種做法一方面增加了人為的干擾因素，另一方面其校準方法和使用狀況不一致，進一步降低了多量程力傳感器的準確度。因此，當前的技術(shù)無法滿足火箭發(fā)動機推力地面試驗以及電子秤需要使用的多量程力傳感器校準的需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種多量程力傳感器校準裝置，解決了目前靜重式力標準機、杠桿式力標準機、液壓式力標準機和疊加式力標準機無法在同一臺力標準機進行準確校準的難題。

為達到上述目的，本實用新型所采取的技術(shù)方案為：

一種多量程力傳感器校準裝置，渦輪蝸桿傳動箱和絲桿的上端連接，絲桿穿過動橫梁的左右兩端，絲桿的下端和中平臺連接，渦輪蝸桿傳動箱與直流伺服電機連接且設(shè)置在上平臺上，上平臺通過中立柱與中平臺連接，上平臺的中間下側(cè)安裝有缸塞系統(tǒng)，缸塞系統(tǒng)包括進油口、油缸和活塞，油缸底座固定在上平臺的中間，活塞與大量程標準傳感器連接，吊掛平臺設(shè)置在上平臺與中平臺之間，吊掛平臺通過吊掛拉桿安裝在中平臺上，吊掛平臺下部安裝有被測傳感器，被測傳感器下方設(shè)置有動橫梁，動橫梁可沿吊掛拉桿上下移動，中平臺通過下立柱與底板連接，砝碼架上端穿過中平臺與吊掛拉桿連接，砝碼架下端設(shè)置有標準砝碼組，標準砝碼組設(shè)置在托盤上，托盤下方設(shè)置有升降機構(gòu)，升降機構(gòu)通過固定于底板上的電機作用而上升或下降。

渦輪蝸桿傳動箱在直流伺服電機的作用下通過絲桿帶動動橫梁移動，將被測多量程力傳感器對稱地放置于被測傳感器處，繼續(xù)向上移動動橫梁直到吊掛拉桿自身重力完全作用于被測傳感器上，缸塞系統(tǒng)的進油口對油缸加油，活塞推著大量程標準傳感器向下移動，直到和吊掛平臺上表面接觸，對缸塞系統(tǒng)繼續(xù)注油，此時缸塞系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力作用到大量程標準傳感器的同時通過吊掛平臺作用到被測傳感器上，通過比較被測傳感器和大量程標準傳感器的輸出完成對被測傳感器大量程段的校準；完成校準后，缸塞系統(tǒng)卸油，此時大量程標準傳感器和吊掛平臺上表面脫離，啟動電機及升降機構(gòu)向下移動，此時托盤向下移動，移動一定位移后，托盤上的標準砝碼組的第一層砝碼重力將作用到砝碼架上，該重力通過砝碼架傳遞到被測傳感器上，將砝碼產(chǎn)生的力值賦予給被測傳感器小量程；啟動電機及升降機構(gòu)繼續(xù)向下移動，再移動一定位移后，托盤上的標準砝碼組的第二層砝碼重力將作用到砝碼架上，該重力和第一層砝碼產(chǎn)生的重力同時通過砝碼架傳遞到被測傳感器上，繼續(xù)啟動電機及升降機構(gòu)向下移動直到第十層砝碼產(chǎn)生的重力也作用到被測傳感器上，利用砝碼發(fā)生的重力作為標準力值完成對被測傳感器小量程段的校準。

本實用新型所取得的有益效果為：

利用本實用新型進行校準時，小量程(100N～10kN)部分，采用砝碼加載，當需要加載的力大于10kN時，采用液壓油缸產(chǎn)生的壓力作為力源，標準傳感器的信號作為反饋，根據(jù)被校傳感器的校準要求在計算機及控制軟件設(shè)定測力點，計算機及控制軟件根據(jù)控制算法向執(zhí)行元件發(fā)送工作指令，即通過伺服電機控制伺服閥向油缸加減油，直到油缸產(chǎn)生的力到達設(shè)定的測力點，并保持較高穩(wěn)定狀態(tài)，使力值保持穩(wěn)定。利用油缸產(chǎn)生的力復現(xiàn)標準測力儀的標準力值，達到對被校傳感器校準的目的。

本實用新型在校準多量程力傳感器的小量程(100N～10kN)部分時，采用砝碼加載，當需要加載的力大于10kN時，采用液壓油缸產(chǎn)生的壓力作為力源，使該裝置的測量范圍達到100N～1000kN，其最大點為最小點的10000倍，且準確度等級(100N～10kN)范圍內(nèi)為0.002％，10kN～1000kN范圍內(nèi)為0.02％，解決了現(xiàn)有技術(shù)無法對多量程力傳感器在同一臺力標準機進行準確校準的難題。

附圖說明

圖1為多量程力傳感器校準裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖中：1、渦輪蝸桿傳動箱；2、直流伺服電機；3、上平臺；4、缸塞系統(tǒng)；5、大量程標準傳感器；6、吊掛平臺；7、被測傳感器(安裝位置)；8、動橫梁；9、中立柱；10、吊掛拉桿；11、中平臺；12、下立柱；13、砝碼架；14、標準砝碼組；15、托盤；16、電機；17、升降機構(gòu)；18、底板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。

如圖1所示，本實用新型所述多量程力傳感器校準裝置包括渦輪蝸桿傳動箱1、直流伺服電機2、上平臺3、缸塞系統(tǒng)4、大量程標準傳感器5、吊掛平臺6、被測傳感器7、動橫梁8、中立柱9、吊掛拉桿10、中平臺11、下立柱12、砝碼架13、標準砝碼組14、托盤15、電機16、升降機構(gòu)17、底板18；

渦輪蝸桿傳動箱1和絲桿的上端連接，絲桿穿過動橫梁8的左右兩端，絲桿的下端和中平臺11連接，渦輪蝸桿傳動箱1與直流伺服電機2連接且設(shè)置在上平臺3上，上平臺3通過中立柱9與中平臺11連接，上平臺3的中間下側(cè)安裝有缸塞系統(tǒng)4，缸塞系統(tǒng)4包括進油口、油缸和活塞，油缸底座通過螺栓固定在上平臺3的中間，其中活塞與大量程標準傳感器5連接，吊掛平臺6設(shè)置在上平臺3與中平臺11之間，吊掛平臺6通過吊掛拉桿10安裝在中平臺11上，吊掛平臺6下部安裝有被測傳感器7，被測傳感器7下方設(shè)置有動橫梁8，動橫梁8可沿吊掛拉桿10上下移動，中平臺11通過下立柱12與底板18連接，砝碼架13上端穿過中平臺11與吊掛拉桿10連接，砝碼架13下端設(shè)置有標準砝碼組14，標準砝碼組14設(shè)置在托盤15上，托盤15下方設(shè)置有升降機構(gòu)17，升降機構(gòu)17通過固定于底板18上的電機16作用而上升或下降。

首先，渦輪蝸桿傳動箱1在直流伺服電機2的作用下通過絲桿帶動動橫梁8移動，將被測多量程力傳感器對稱地放置于圖1所示被測傳感器7處，繼續(xù)向上移動動橫梁8直到吊掛拉桿10自身重力完全作用于被測傳感器7上，缸塞系統(tǒng)4的進油口對油缸加油，活塞推著大量程標準傳感器5向下移動，直到和吊掛平臺6上表面接觸，對缸塞系統(tǒng)4繼續(xù)注油，此時缸塞系統(tǒng)4產(chǎn)生的壓力作用到大量程標準傳感器5的同時通過吊掛平臺6作用到被測多量程力傳感器7上，通過比較被測傳感器7和大量程標準傳感器5的輸出完成對被測多量程力傳感器7大量程段的校準。完成校準后，缸塞系統(tǒng)4卸油，此時大量程標準傳感器5和吊掛平臺6上表面脫離，啟動電機16及升降機構(gòu)17向下移動，此時托盤15向下移動，移動一定位移后，托盤15上的標準砝碼組14的第一層砝碼重力將作用到砝碼架13上，該重力通過砝碼架13傳遞到被測傳感器7上，將砝碼產(chǎn)生的力值賦予給被測傳感器7小量程。啟動電機16及升降機構(gòu)17繼續(xù)向下移動，再移動一定位移后，托盤15上的標準砝碼組14的第二層砝碼重力將作用到砝碼架13上，該重力和第一層砝碼產(chǎn)生的重力同時通過砝碼架13傳遞到被測傳感器7上，繼續(xù)啟動電機16及升降機構(gòu)17向下移動直到第十層砝碼產(chǎn)生的重力也作用到被測傳感器7上，利用砝碼發(fā)生的重力作為標準力值完成對多量程力傳感器小量程段的校準。