液压驱动宽量程力传感器标定装置制造方法

文档序号:6058031阅读:257来源:国知局
液压驱动宽量程力传感器标定装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种液压驱动宽量程力传感器标定装置,包括:立柱;加载杠杆,横置在立柱上,中部与立柱的顶部转动连接,并且以转动支点为零起点,在加载杠杆的两边对称标有刻度值;水平仪,固定在加载杠杆上;力加载机构,设于加载杠杆的一侧,对加载杠杆的一侧提供向上的作用力;升降机构,设于加载杠杆的另一侧;被测力传感器和标准计量传感器,串联安装在升降机构上;水平承载块,底部与串联安装的被测力传感器和标准计量传感器之中上方的一个传感器接触,顶部与加载杠杆的另一侧接触;力传感器信号显示单元,分别与被测力传感器和标准计量传感器电连接。该装置能够实现力传感器的宽量程标定,具有标定范围大、精度高、易调节的优点。
【专利说明】液压驱动宽量程力传感器标定装置

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种标定仪器,尤其是一种传感器标定装置。

【背景技术】
[0002]力传感器是指将力学量转换成电压、电流等电信号的传感器。力传感器是众多的传感器种类中最常用且极为重要一种,它被广泛应用在工业、国防、航空航天、医学等众多领域。传感器标定是检验传感器性能的重要保证,只有经过传感器标定装置标定后的传感器才能有效使用。目前力传感器的标定装置主要是采用砝码加载,或者通过伺服电机驱动来给力传感器加载。采用砝码加载的缺点是加载力不连续,采用伺服电机驱动的缺点是最大加载力受到伺服电机功率的限制。
[0003]随着力传感器的普遍使用,其量程范围呈现出小量程高精度、大量程高精度的特点。因此,发明一种适合宽量程范围、连续加载的力传感器标定装置是非常必需的。


【发明内容】

[0004]本实用新型的目的在于提供一种加载力连续,宽量程范围的力传感器标定装置。本实用新型采用的技术方案是:
[0005]一种液压驱动宽量程力传感器标定装置,包括:
[0006]立柱,用于支撑加载杠杆;
[0007]加载杠杆,横置在立柱上,中部与立柱的顶部转动连接,并且以转动支点为零起点,在加载杠杆的两边对称标有刻度值;
[0008]水平仪,固定在加载杠杆上;
[0009]力加载机构,设于加载杠杆的一侧且整体能够沿加载杠杆移动,对加载杠杆的一侧提供向上的作用力;
[0010]升降机构,设于加载杠杆的另一侧;
[0011]被测力传感器和标准计量传感器,串联安装在升降机构上,均保持水平状态;
[0012]水平承载块,底部与串联安装的被测力传感器和标准计量传感器之中上方的一个传感器接触,顶部与加载杠杆的另一侧接触;
[0013]力传感器信号显示单元,分别与被测力传感器和标准计量传感器电连接。
[0014]进一步地,在加载杠杆的底部中央沿长度方向开有凹槽。
[0015]进一步地,水平承载块的底部为扁平式基座,基座中央安装有力传递棒,力传递棒顶在加载杠杆底部的凹槽内,并与凹槽间隙配合。
[0016]进一步地,力加载机构包括液压活塞、活塞缸支架、液压油管、液压泵、加载杆;液压活塞安装在活塞缸支架上,液压活塞连接加载杆,加载杆顶在加载杠杆底部的凹槽内,并与凹槽间隙配合;液压泵通过液压油管与液压活塞连接。
[0017]进一步地,加载杠杆底部开的凹槽为矩形凹槽,相应地,水平承载块上的力传递棒为矩形棒。
[0018]进一步地,升降机构采用滚珠丝杠升降机,包括一个滚珠丝杠升降水平台,滚珠丝杠升降水平台能够在左右两侧竖立的光杆上滑动,左右两侧的光杆中间为一根滚珠丝杠。
[0019]优选地,所述水平仪固定安装在加载杠杆的中央部位。
[0020]本实用新型的优点在于:
[0021]I)由于采用杠杆原理,在确定被测力传感器的量程后,可以通过调节力臂来改变施加在被测力传感器上的加载力,增加了改变加载力大小的新方式。
[0022]2)由于采用液压驱动,液压活塞上的驱动力可以通过改变油压来实现液压活塞上的推力从零到最大值连续加载。
[0023]3)由于采用滚珠丝杠升降水平台,通过水平仪校准加载杠杆的水平度,能够保证被施加力垂直加载在被测力传感器上。
[0024]4)利用杠杆原理,并且作用力的施加位置(加载杆位置)和水平承载块位置均可左右移动,杠杆两边的力臂可连续变化,因此该装置的量程范围非常宽。

【专利附图】

【附图说明】
[0025]图1为本实用新型的结构组成示意图。

【具体实施方式】
[0026]下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0027]如图1所示:本实用新型所提供的液压驱动宽量程力传感器标定装置,包括:
[0028]加载杠杆1、水平仪2、立柱3、力加载机构4、水平承载块51、被测力传感器52、标准计量力传感器53、升降机构54、信号线62和力传感器信号显示单元61。其中力加载机构4包括液压活塞41、活塞缸支架42、液压油管43、液压泵44、加载杆45。
[0029]所述立柱3用于支撑加载杠杆I。加载杠杆I横置在立柱3上,其中部与立柱3的顶部通过铰链连接,因此可转动,并且以转动支点11为零起点,在加载杠杆I的两边对称标有刻度值。
[0030]水平仪2固定在加载杠杆I上;优选固定在加载杠杆I的中央部位。水平仪2用于判断加载杠杆I是否处于水平状态。若加载杠杆I处于不平状态,则调节升降机构54至加载杠杆I水平。
[0031]所述加载杠杆I的底部中央沿长度方向开有矩形凹槽,其长、宽、高与加载杠杆的长、宽、高之比值为1:0.3:0.3。
[0032]液压活塞41、活塞缸支架42、液压油管43、液压泵44、加载杆45设于加载杠杆I的一侧,整体上能够一起沿加载杠杆I移动(比如安装在一个小平板车上),用于对加载杠杆I的一侧提供向上的作用力。具体地,液压活塞41安装在活塞缸支架42上,液压活塞41连接加载杆45,加载杆45顶在加载杠杆I底部的凹槽内,并与凹槽间隙配合,可左右滑动;液压泵44通过液压油管43与液压活塞41连接。
[0033]所述升降机构54设于加载杠杆I的另一侧;升降机构54采用滚珠丝杠升降机,包括一个滚珠丝杠升降水平台541,滚珠丝杠升降水平台541能够在左右两侧竖立的光杆上滑动,左右两侧的光杆中间为一根滚珠丝杠542。被测力传感器52和标准计量传感器53 —上一下串联安装在滚珠丝杠升降水平台541上;滚珠丝杠升降水平台541保持水平状态,从而使得被测力传感器52和标准计量传感器53均保持水平。
[0034]水平承载块51的底部为扁平式基座,与被测力传感器52接触;顶部需要与加载杠杆I的另一侧接触,以传导作用力至传感器,形成施加在被测力传感器上的加载力;具体地,水平承载块51基座中央安装有力传递棒511 (力传递棒511作为水平承载块的顶部),力传递棒511顶在加载杠杆I底部的凹槽内,并与凹槽间隙配合,既能够传导作用力又能够左右滑动。由于加载杠杆I底部的凹槽为矩形,因此水平承载块51上的力传递棒511采用矩形棒。
[0035]被测力传感器52和标准计量传感器53均通过信号线62与力传感器信号显示单元61连接,力传感器信号显示单元61为二通道信号采集。
[0036]利用本实用新型的液压驱动宽量程力传感器标定装置对力传感器进行标定的过程如下:
[0037]标定测试前,首先确定被测力传感器52量程范围、测量精度,然后选取同量程,精度更高一级的标准计量力传感器53。将被测力传感器52和标准计量力传感器53串联安装在滚珠丝杠升降水平台541上,被测力传感器52位于标准计量力传感器53的上面。水平承载块51覆盖在被测力传感器52上面,调节滚珠丝杠升降水平台541的升降高度,观察水平仪2,直至加载杠杆I处于水平状态。
[0038]根据杠杆原理,计算被测力传感器52最大受力极限与最大力臂的乘积,然后根据力矩相等原则,通过液压活塞41施加力的大小计算出最大的施加力臂。启动液压泵44,在其稳定工作后,通过力传感器信号显示单元61读取被测力传感器52和标准计量力传感器53的力值。将标准计量力传感器53的力显示值作为标准值,通过“背靠背”的方式实现对被测力传感器52的标定。
[0039]接着,根据传感器标定需要的施加力值,改变液压活塞41的水平位置,通过改变力臂长度来改变被测力传感器52处获得的施加力。由各个不同的传感器受力值,构成被测传感器52的标定曲线。
[0040]最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种液压驱动宽量程力传感器标定装置,其特征在于,包括: 立柱(3),用于支撑加载杠杆⑴; 加载杠杆(I),横置在立柱(3)上,中部与立柱(3)的顶部转动连接,并且以转动支点(11)为零起点,在加载杠杆(I)的两边对称标有刻度值; 水平仪(2),固定在加载杠杆(I)上; 力加载机构(4),设于加载杠杆⑴的一侧且整体能够沿加载杠杆⑴移动,对加载杠杆(I)的一侧提供向上的作用力; 升降机构(54),设于加载杠杆(I)的另一侧; 被测力传感器(52)和标准计量传感器(53),串联安装在升降机构(54)上,均保持水平状态; 水平承载块(51),底部与串联安装的被测力传感器(52)和标准计量传感器(53)之中上方的一个传感器接触,顶部与加载杠杆(I)的另一侧接触; 力传感器信号显示单元(61),分别与被测力传感器(52)和标准计量传感器(53)电连接。
2.如权利要求1所述的液压驱动宽量程力传感器标定装置,其特征在于: 在加载杠杆(I)的底部中央沿长度方向开有凹槽。
3.如权利要求2所述的液压驱动宽量程力传感器标定装置,其特征在于: 水平承载块(51)的底部为扁平式基座,基座中央安装有力传递棒(511),力传递棒(511)顶在加载杠杆(I)底部的凹槽内,并与凹槽间隙配合。
4.如权利要求2所述的液压驱动宽量程力传感器标定装置,其特征在于: 力加载机构(4)包括液压活塞(41)、活塞缸支架(42)、液压油管(43)、液压泵(44)、力口载杆(45);液压活塞(41)安装在活塞缸支架(42)上,液压活塞(41)连接加载杆(45),力口载杆(45)顶在加载杠杆(I)底部的凹槽内,并与凹槽间隙配合;液压泵(44)通过液压油管(43)与液压活塞(41)连接。
5.如权利要求3所述的液压驱动宽量程力传感器标定装置,其特征在于: 加载杠杆(I)底部开的凹槽为矩形凹槽,相应地,水平承载块(51)上的力传递棒(511)为矩形棒。
6.如权利要求1?5中任一项所述的液压驱动宽量程力传感器标定装置,其特征在于: 升降机构(54)采用滚珠丝杠升降机。
7.如权利要求6所述的液压驱动宽量程力传感器标定装置,其特征在于: 所述滚珠丝杠升降机包括一个滚珠丝杠升降水平台(541),滚珠丝杠升降水平台(541)能够在左右两侧竖立的光杆上滑动,左右两侧的光杆中间为一根滚珠丝杠(542)。
8.如权利要求1?5中任一项所述的液压驱动宽量程力传感器标定装置,其特征在于: 所述水平仪(2)固定安装在加载杠杆I的顶部中央部位。
【文档编号】G01L25/00GK203858061SQ201420289274
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】过峰, 俞建峰, 赵介军 申请人:江苏出入境检验检疫局机电产品及车辆检测中心, 江南大学
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