一種用于測試三向力傳感器的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于測試三向力傳感器的裝置，包括拉壓力試驗機、第一夾具、第二夾具和信號采集盒；所述第一夾具固定在所述拉壓力試驗機上；待測三向力傳感器水平懸置并固定在所述第一夾具上；所述第二夾具固定在待測三向力傳感器上，并與所述拉壓力試驗機相對，且拉壓力試驗機對第二夾具施加的力的作用線與待測三向力傳感器的水平受力方向共線；所述信號采集盒與待測三向力傳感器連接并顯示待測三向力傳感器的輸出值。本實用新型通過第一夾具、第二夾具、拉壓力試驗機和信號采集盒實現(xiàn)了對待測三向力傳感器的各向線性度、轉換矩陣和重復性等特性參數(shù)的標定，操作簡單，使用方便，節(jié)省了三向力傳感器開發(fā)成本，縮短了研發(fā)周期。
【專利說明】
一種用于測試三向力傳感器的裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種測試裝置，尤其涉及一種用于測試三向力傳感器的裝置。
【背景技術】
[0002]壓力傳感器作為傳感器家族的一大成員，因其制作方便、價格便宜和性能穩(wěn)定，受到廣泛使用。三向力傳感器因能對空間三向拉壓力進行測量，也受到越來越多人的重視。對于新研制的三向力傳感器需要對其特性參數(shù)進行測試和標定，如標定三向力傳感器的傳遞矩陣、各方向的線性度和重復性等。具體測試過程是:將待測三向力傳感器各方向的全量程分成若干個間隔點；根據(jù)待測三向力傳感器量程分點情況，通過拉壓力試驗機由小到大逐漸一點一點的向待測三向力傳感器輸入標準量力值，同時通過信號采集盒記錄下與輸入的標準量力值相對應的待測三向力傳感器的輸出值;再將輸入值由大到小逐點向待測三向力傳感器輸入標準量力值，也記錄下與輸入的標準力值相對應的待測三向力傳感器的輸出值。根據(jù)上述過程，對待測三向力傳感器進行正、反行程反復循環(huán)測試后，將得到的輸出-輸入測試數(shù)據(jù)用表格列出或畫成線，再對得到的數(shù)據(jù)進行必要的處理，最后通過計算確定待測三向力傳感器的線性度、轉換矩陣和重復性等特性參數(shù)。
[0003]但是，對三向力傳感器進行測試的裝備多需采用專業(yè)的測試設備，如配備專業(yè)的拉壓力測試機和信號采集盒，這些專業(yè)的測試設備使用復雜，并且費用昂貴，對于研發(fā)初期的研制人員或實驗室來說，通常無足夠的資金或難以購置或配備專業(yè)的測試設備。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型在于克服現(xiàn)有技術的缺點與不足，提供一種操作簡單、使用方便、可節(jié)省成本且用于標定三向力傳感器線性度、轉換矩陣和重復性等特性參數(shù)的測試裝置。
[0005]本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的:一種用于測試三向力傳感器的裝置，包括拉壓力試驗機、第一夾具、第二夾具和信號采集盒;所述第一夾具固定在所述拉壓力試驗機上;待測三向力傳感器水平懸置并固定在所述第一夾具上;所述第二夾具固定在待測三向力傳感器上，并與所述拉壓力試驗機相對，且拉壓力試驗機對第二夾具施加的力的作用線與待測三向力傳感器的水平受力方向共線;所述信號采集盒與待測三向力傳感器連接并顯示待測三向力傳感器的輸出值。
[0006]本實用新型在測試待測三向力傳感器水平兩個方向的特性參數(shù)時，通過第一夾具將待測三向力傳感器水平懸置，并通過第二夾具和拉壓力試驗機實現(xiàn)了對待測三向力傳感器水平方向受力的測試;在測試三向力傳感器豎直方向的特性參數(shù)時，直接將拉壓力試驗機直接作用于待測三向力傳感器，實現(xiàn)對待測三向力傳感器豎直方向受力的測試;進而實現(xiàn)了對待測三向力傳感器的各向線性度、轉換矩陣和重復性等特性參數(shù)的標定，整個測試裝置操作簡單，使用方便。進一步地，無需購買專業(yè)的測試設備，只需要采用市場上普通的拉壓力試驗機、信號采集盒，并制作第一夾具和第二夾具，即可實現(xiàn)特性參數(shù)的標定，節(jié)省了開發(fā)成本，縮短了研發(fā)周期。
[0007]進一步地，所述拉壓力試驗機包括機身、機座、數(shù)顯推拉力計、標準S型傳感器、手輪、壓盤和內置傳動單元;所述機身固定在所述機座上;所述數(shù)顯推拉力計固定在所述機身上;所述標準S型傳感器與所述數(shù)顯推拉力計連接并設置在所述數(shù)顯推拉力計的下方;所述壓盤固定在所述標準S型傳感器的下端;所述手輪通過所述內置傳動單元帶動所述標準S型傳感器和所述壓盤上下移動。
[0008]進一步地，所述第一夾具是由相互垂直的第一固定板和第二固定板構成的“L”型夾具;所述第一固定板固定在所述拉壓力試驗機的機座上;所述第二固定板與所述第一固定板垂直，并通過螺栓組與第一固定板連接固定。
[0009]進一步地，所述第二夾具是由相互垂直的第一面板和第二面板構成的T型夾具;所述第二夾具的第一面板與所述拉壓力試驗機的壓盤平行相對;所述第二面板的一側面與待測三向力傳感器頂端的受力面連接固定，且使所述第一面板位于待測三向力傳感器的上方。
[0010]進一步地，還包括一加強筋板，所述加強筋板兩端分別固定在所述第一夾具的第一固定板和第二固定板上。
[0011]為了更好地理解和實施，下面結合附圖詳細說明本實用新型。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的用于測試三向力傳感器的裝置對待測三向力傳感器的其中一個水平方向進行測試的結構示意圖；
[0013]圖2是本實用新型的用于測試三向力傳感器的裝置對待測三向力傳感器的豎直方向進行測試的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]請參閱圖1，其是本實用新型的用于測試三向力傳感器的裝置對待測三向力傳感器的其中一個水平方向進行測試的結構示意圖。該用于測試三向力傳感器的裝置包括拉壓力試驗機11、第一夾具12、第二夾具14和信號采集盒16。所述第一夾具12固定在所述拉壓力試驗機11上；在測試三向力傳感器水平兩個方向的特性參數(shù)時，待測三向力傳感器13水平懸置并固定在所述第一夾具12上;所述第二夾具14固定在待測三向力傳感器13上，并與所述拉壓力試驗機11相對，且所述拉壓力試驗機11對所述第二夾具14施加的力的作用線與待測三向力傳感器13的水平受力方向共線;所述信號采集盒16與待測三向力傳感器13連接并顯示待測三向力傳感器13的輸出值。
[0015]本實施例中，對待測三向力傳感器13豎直方向的測試指的是在待測三向力傳感器13豎直放置時，對待測三向力傳感器13施加豎直軸所在方向的力以測量其特性參數(shù)；同時，對待測三向力傳感器13的水平兩個方向的測試是指在待測三向力傳感器13水平懸置時，對待測三向力傳感器13分別施加垂直于其豎直軸，并與該待測三向力傳感器的頂端受力面相切的兩個相互正交方向的力以測量其特性參數(shù)。
[0016]本實施例中，由于對待測三向力傳感器13豎直方向做測試時，所述拉壓力試驗機11對豎直擺放的待測三向力傳感器13施加力的作用線是沿豎直方向，也即通過待測三向力傳感器13的豎直軸線作用于待測三向力傳感器13的，因此不需要對力進行轉換方向，只需要調整待測三向力傳感器13的位置即可，因此，對待測傳感器13豎直方向做測試時不需其它輔助夾具。
[0017]本實施例中，將待測三向力傳感器13水平懸置時，所述拉力試驗機11與所述第二夾具14接觸后，所述拉力試驗機11將對第二夾具14施加豎直向下的壓力；由于拉力試驗機11對第二夾具14施加的力的作用線與待測三向力傳感器13的水平受力方向共線，所述第二夾具14也將對待測三向力傳感器13的頂端受力面施加豎直向下的力，由于待測三向力傳感器13是水平懸置的，相對于待測三向力傳感器13來說，實際上待測三向力傳感器13是受到相對于其自身的水平方向的力，信號采集盒16顯示的待測三向力傳感器13的輸出值，也即為對待測三向力傳感器13進行水平方向的測試值。
[0018]所述拉力試驗機11包括機座111、手輪112、壓盤113、標準S型傳感器114、數(shù)顯推拉力計115、機身116和內置傳動單元(圖中未示)O所述機身116固定在所述機座111上。所述數(shù)顯推拉力計115固定在所述機身116上。所述標準S型傳感器114與所述數(shù)顯推拉力計115通過數(shù)據(jù)線連接并設置在所述數(shù)顯推拉力計115的下方;所述標準S型傳感器114與所述機身116內傳動單元相連接。所述壓盤113固定在所述標準S型傳感器114的下端。所述手輪112通過所述內置傳動單元帶動所述標準S型傳感器114和所述壓盤113上下移動。
[0019]所述壓盤113為一 T型壓盤;所述T型壓盤113豎直朝上，且所述T型壓盤113的上端端部固定在所述標準S型傳感器114上;所述T型壓盤113的下端水平設置;在對待測三向力傳感器進行水平兩個方向的測試時，所述T型壓盤113下端與所述第二夾具14平行相對。
[0020]所述第一夾具12是由相互垂直的第一固定板121和第二固定板122構成的“L”型夾具。所述第一固定板121水平固定在所述拉力試驗機11的機座111上;所述第二固定板122與所述第一固定板121垂直，并通過螺栓組與所述第一固定板121連接固定。在測試待測三向傳感器13水平兩個方向的特性參數(shù)時，將待測三向力傳感器13水平懸置并固定在所述第二固定板122上，完成對待測傳感器13水平兩個方向其中一個方向的測試后，將待測三向力傳感器13相對于第二固定板122繞該待測三向力傳感器13的豎直軸線旋轉90度并固定，即可對待測三向力傳感器13水平另一個方向做測試。
[0021]為保證第一夾具的穩(wěn)定性，所述第一夾具12還包括一加強筋板123，所述加強筋板123兩端分別固定在所述第一夾具12的第一固定板121和第二固定板122上，提高“L”夾具受負載時的穩(wěn)定性。
[0022]所述第二夾具14是由相互垂直的第一面板141和第二面板142構成的T型夾具。所述第二夾具14豎直朝下;所述第二夾具14的第一面板141與所述拉壓力試驗機11的壓盤113平行相對;所述第二面板142的一側面與待測三向力傳感器13頂端的受力面連接固定，且使所述第一面板142位于待測三向力傳感器13的上方。當轉動所述拉力試驗機11的手輪112，帶動所述壓盤113向下移動時，所述壓盤113與所述第二夾具14的第一面板141接觸并對其施加一豎直向下的力；由于拉力試驗機11對第二夾具14施加的力的作用線與待測三向力傳感器13的水平受力方向共線，所述第二夾具14的第二面板142的側面也將對待測三力傳感器頂端的受力面產(chǎn)生豎直向下的力，對于水平懸置的待測三向力傳感器13來說，相當于水平方向受力，此時信號采集盒14顯示的輸出值，也即為待測三向力傳感器13預定的水平方向的測試值。
[0023]本實施中，所述拉壓力試驗機11、信號采集盒16均為市場上常用的普通測試設備，所述第一夾具12和第二夾具14結構簡單，容易加工制作，無需購買專業(yè)的測試設備。
[0024]將待測三向力傳感器13豎直軸向和水平兩個方向的全量程分別分成若干等間隔點，根據(jù)待測三向力傳感器13各向全量程分點情況，由拉壓力測試機加載各測試所需的標準量力值，并通過信號采集盒16顯示待測三向力傳感器13的輸出值，具體測試過程如下:
[0025]在對待測三向力傳感器13水平兩個方向的各特性參數(shù)進行測試和標定時，將待測三向力傳感器13水平懸置并固定在所述第一夾具12的第二固定板122上;將所述第二夾具14的第二面板142的一側面與待測三向力傳感器13頂端的受力面固定連接;所述第二夾具14的第一面板141位于待測三向力傳感器13的上方，且與所述拉壓力試驗機11的壓盤113平行相對。調整第一夾具12的位置，使水平懸置的待測三向力傳感器13的豎直軸線垂直且相交于拉力試驗機11的加載作用線；調整待測三向力傳感器13在第一夾具12的第一固定板121上的角度，使待測三向力傳感器13待測水平方向與拉壓力試驗機11的加載作用線共線，即拉力試驗機11對第二夾具14的第一面板141施加的力的作用線與待測三向力傳感器13的待測水平方向的受力方向共線。待調整好位置后，將第一夾具12的第一固定板121水平固定在所述拉力試驗機11的機座111上，以固定待測待測三向力傳感器13。轉動手輪113，通過內置傳動單元帶動標準S型傳感器114和壓盤113向下移動，使壓盤113與第二夾具14的第一面板141接觸并對第二夾具14產(chǎn)生豎直向下的壓力，此時第二夾具14也將對壓盤113產(chǎn)生一反作用力。一方面，所述第二夾具14對所述壓盤113產(chǎn)生的反作用力，將傳遞給所述標準S型傳感器114，使標準S型傳感器114發(fā)生變形，并在數(shù)顯推拉力計115內顯示，而數(shù)顯推拉力計115顯示的示值即為對待測三向力傳感器13輸入的標準的壓力值。通過觀察數(shù)顯推拉力計115和轉動手輪112，可向待測三向力傳感器13輸入所需的標準壓力值。另一方面，所述壓盤113對所述第二夾具14的第一面板141產(chǎn)生豎直向下的壓力，同時，所述第二夾具14的第二面板將對待測三向力傳感器13頂端的受力面則產(chǎn)生豎直向下的切向力，此切向力即為對待測三向力傳感器13施加待測水平方向的測試力，通過信號采集盒16即可獲得待測三向傳感器13的實際輸出值。如此通過轉動所述拉壓力測試機11的手輪112，由小到大一點一點向待測三向傳感器13輸入標準力值，通過信號采集盒16對待測三向傳感器13的輸出信號進行采集、放大處理并記錄;再由大到小逐點減少向待測三向傳感器13輸入標準力值，同時記錄信號采集盒16的示值。如此不斷往復，即可獲得待測三向力傳感器13其中一個水平方向的輸出值，并獲得該方向的特性參數(shù)。將待測三向力傳感器13在第一夾具12上繞待測三向力傳感器13的豎直軸線旋轉90度并固定，采用前述其中一個水平方向的測試的步驟即可測試并獲得待測三向力傳感器13另一個水平方向的特性參數(shù)。
[0026]請參閱圖2，其是本實用新型的用于測試三向力傳感器的裝置對待測三向力傳感器的豎直方向進行測試的結構示意圖。對待測三向力傳感器13豎直方向的各特性參數(shù)進行測試和標定時，無需第一夾具12和第二夾具14輔助，只需將待測三向力傳感器13豎直放置于拉壓力試驗機11的機座111上，調整待測三向力傳感器13的位置，使拉力試驗機11加載的作用線與待測三向力傳感器15的豎直軸線相重合;然后轉動手輪112，使拉壓力試驗機11的壓盤113直接作用于待測三向力傳感器13頂端的受力面，按所需測試的標準力值使用拉壓力試驗機11先由小到大一點點對待測三向傳感器13進行加載，同時記錄待測三向傳感器13相對應的各輸出值，將輸入的標準量力值再由大到小逐點減少向待測三向傳感器13輸入標準力值，同時記錄信號采集盒16的示值。如此不斷往復，即可獲得待測三向力傳感器13豎直方向的輸出值。
[0027]按上述過程，對待測三向力傳感器13進行正、反行程反復循環(huán)測試后，將得到的輸出-輸入測試數(shù)據(jù)用表格列出或畫成線，再對得到的數(shù)據(jù)進行必要的處理，最后通過計算確定待測三向力傳感器13的線性度、轉換矩陣和重復性等特性參數(shù)。
[0028]本實用新型通過第一夾具將待測三向力傳感器水平懸置，并通過第二夾具和拉壓力試驗機實現(xiàn)了對待測三向力傳感器水平方向兩個方向的受力測試;再直接將拉壓力試驗機直接作用于待測三向力傳感器，實現(xiàn)對待測三向力傳感器豎直方向受力的測試;進而實現(xiàn)了對待測三向力傳感器的各向線性度、轉換矩陣和重復性等特性參數(shù)的標定，整個測試裝置操作簡單，使用方便。進一步地，無需購買專業(yè)的測試設備，只需要采用市場上普通的拉壓力試驗機和信號采集盒，并制作結構簡單的第一夾具、第二夾具，即可實現(xiàn)特性參數(shù)的標定，節(jié)省了開發(fā)成本，縮短了研發(fā)周期。
[0029]本實用新型并不局限于上述實施方式，如果對本實用新型的各種改動或變形不脫離本實用新型的精神和范圍，倘若這些改動和變形屬于本實用新型的權利要求和等同技術范圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變形。
【主權項】
1.一種用于測試三向力傳感器的裝置，其特征在于:包括拉壓力試驗機、第一夾具、第二夾具和信號采集盒;所述第一夾具固定在所述拉壓力試驗機上;待測三向力傳感器水平懸置并固定在所述第一夾具上;所述第二夾具固定在待測三向力傳感器上，并與所述拉壓力試驗機相對，且拉壓力試驗機對第二夾具施加的力的作用線與待測三向力傳感器的水平受力方向共線;所述信號采集盒與待測三向力傳感器連接并顯示待測三向力傳感器的輸出值。2.根據(jù)權利要求1所述的用于測試三向力傳感器的裝置，其特征在于:所述拉壓力試驗機包括機身、機座、數(shù)顯推拉力計、標準S型傳感器、手輪、壓盤和內置傳動單元;所述機身固定在所述機座上;所述數(shù)顯推拉力計固定在所述機身上;所述標準S型傳感器與所述數(shù)顯推拉力計連接并設置在所述數(shù)顯推拉力計的下方;所述壓盤固定在所述標準S型傳感器的下端;所述手輪通過所述內置傳動單元帶動所述標準S型傳感器和所述壓盤上下移動。3.根據(jù)權利要求2所述的用于測試三向力傳感器的裝置，其特征在于:所述第一夾具是由相互垂直的第一固定板和第二固定板構成的L型夾具;所述第一固定板固定在所述拉力試驗機的機座上;所述第二固定板與所述第一固定板垂直，并通過螺栓組與所述第一固定板連接固定;待測三向力傳感器水平懸置并固定在所述第二固定板上。4.根據(jù)權利要求2所述的用于測試三向力傳感器的裝置，其特征在于:所述第二夾具是由相互垂直的第一面板和第二面板構成的T型夾具;所述第二夾具的第一面板與所述拉壓力試驗機的壓盤平行相對;所述第二夾具的所述第二面板與待測三向力傳感器頂端的受力面固定連接，且使所述第一面板位于待測三向力傳感器的上方。5.根據(jù)權利要求3所述的用于測試三向力傳感器的裝置，其特征在于:還包括一加強筋板，所述加強筋板兩端分別固定在所述第一夾具的第一固定板和第二固定板上。
【文檔編號】G01L25/00GK205449378SQ201620101689
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年2月1日
【發(fā)明人】李湘勤, 吳偉輝
【申請人】韶關學院