一种动态力传感器自动校准装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于计量检测、动态力检测校准领域，具体涉及一种动态力传感器自动校准装置。
【背景技术】
[0002]动态力传感器广泛应用于航天、航空、兵器、船舶、汽车、机械制造等领域，常作为监测、控制和动态测试试验的数据来源；现有动态力传感器常以静态校准时的结果作为动态测试的依据，其缺点在于:将静态校准结果用于动态测试中存在很大的误差。
[0003]目前动态测试方面主要采用正弦激励、阶跃激励和脉冲激励等方法进行校准，现有的冲击式动态力校准装置采用自由下落的重锤与力传感器碰撞产生动态力，存在冲击带宽上限不足(IkHz?1.5kHz)，校准频率范围有限的缺点。现有的阶跃式动态力校准装置采用快速卸荷的方法产生负阶跃力，其缺点在于，产生的负阶跃力压力高脉宽小，校准时易损坏传感器膜片。现有正弦力动态校准装置主要采用激光干涉仪直接测量的方法进行测量，例如中国专利ZL201110110236.7公开的一种激光绝对法动态力校准装置；由于激光校准装置价格昂贵，一般用于标准传感器的校准，不适宜工作用动态力传感器批量校准。同时传统正弦力校准方法质量块产生的动态力直接作用在参考加速度计上，如中国专利ZL201410009950.0公开的扁平式压力传感器动态高压校准装置；这会使得参考加速度计灵敏度发生非预期的变化，造成参考加速度计的标定灵敏度与实际使用不同，从而产生附加误差。此外，目前动态力传感器采用手工逐点校准、手工记录数据、手工录入证书的方式进行校准，出具证书周期长，工作效率低下，尤其是在批量校准时，这类问题尤其突出。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种动态力传感器自动校准装置，它通过隔振增频机构，隔离环境振源，提高系统谐振频率，采用特制校准质量块减小质量块上加速度分布不均带来的影响，通过控制程序实现动态力传感器自动识别、自动校准、证书自动录入，在保证校准准确度的同时，提高了动态力传感器的校准工作效率，适用于工作动态力传感器的校准，尤其是批量校准。
[0005]本发明是这样来实现的:一种动态力传感器自动校准装置，它包括校准振动装置和校准信号采集控制系统，其特征在于，它还包括与校准信号采集控制系统相连的证书审核打印系统；
[0006]所述校准振动装置包括从下向上依次相连的混凝土基座、隔振增频机构、标准振动台、参考加速度计内置机构和校准质量块，所述混凝土基座与地基固结在一起，被校动态力传感器连接在参考加速度计内置机构和校准质量块之间；所述标准振动台的台面、参考加速度计、被校动态力传感器和校准质量块安装同轴度小于0.2mm ;
[0007]所述校准信号采集控制系统包括信号采集控制模块以及分别与信号采集控制模块电连接的多通道电荷放大器和功率放大器，功率放大器与标准振动台的控制信号输入端相连，多通道电荷放大器与参考加速度计内置机构中的参考加速度计电连接，信号采集控制模块还与被校动态力传感器电连接；
[0008]所述证书审核打印系统包括控制程序PC、证书服务器、证书审核PC、证书打印机以及通过USB接口与控制程序PC相连的二维条码扫描枪，所述控制程序PC通过网接口分别与证书服务器和信号采集控制模块链接，证书服务器又分别通过网接口与证书审核PC和证书打印机链接，证书审核PC和证书打印机则通过局域网链接。
[0009]所述信号采集控制模块包括动态力传感器自动识别模块、ICP信号调理器、信号采集模块、控制模块、信号发生器模块、温湿度采集模块和切换电路；
[0010]所述信号采集模块的第一、第二输入端对应电连接于多通道电荷放大器第一、第二输出端，信号采集模块的第三输入端与ICP信号调理器的输出端电连接；
[0011]所述信号采集控制模块的输出端和输入端分别电连接于切换电路和被校动态力传感器的输出端；切换电路根据校动态力传感器的类型自动将被校动态力传感器的输出信号切换至第一通道或第二通道，第一通道连接于多通道电荷放大器的输入端，第二通道连接于ICP信号调理器的输入端；
[0012]所述信号发生器模块的输出端电连接于功率放大器的输入端，信号发生器模块通过广生单频、扫频、及随机?目号来控制标准振动台的振动频率；
[0013]所述控制模块通过网接口与控制程序PC链接；所述温湿度采集模块还包括一个温湿度探头。
[0014]所述混凝土基座上端开设有4个周向均匀布的圆柱孔，所述圆柱孔内嵌套有导杆连接套。
[0015]所述隔振增频机构包括底板、4根导杆和4根压缩弹簧；所述底板上设有4个周向均匀排布的圆柱孔以及四根周向均匀排布的用于连接准振动台的安装支柱，所述圆柱孔内上端、下端分别通过过盈配合方式嵌套有导套；
[0016]所述导杆下端通过过盈配合方式与导杆连接套连接，导杆上端与导套形成间隙配合，导杆顶部设有螺纹孔并与压紧帽连接，所述压紧帽位于同轴两导套之间以限制底板垂直方向位移；所述压缩弹簧穿过导杆，一端压在导杆下端的轴肩上，另一端顶住导套。
[0017]所述参考加速度计内置机构包括用于固定参考加速度计的传感器安装支座，所述参考加速度计安装在传感器安装支座内并与内表面紧密贴合；所述传感器安装支座安装在标准振动台的台面上，被校动态力传感器安装在传感器安装支座的上方。
[0018]优选的是:所述隔振增频机构上安装的压缩弹簧采用相同弹性系数和相同高度的YA型压缩弹簧，它的弹性系数根据弹簧振子周期计算公式计算。所述隔振增频机构的底板质量为所述校准质量块质量的2000倍以上。
[0019]所述校准质量块采用粉末冶金方法，再利用模具压制烧结而成的重质合金材料制成，校准质量块底部中心还开设有螺纹孔，所述螺纹孔通过电火花加工制成。
[0020]优选的是:所述重质合金材料包括钨、铜、镍及其他金属材料，按照质量百分比含量:钨含量为80 %?85 %，铜含量为5 %?10 %，其余为镍。
[0021]与现有技术相比，本发明的有益技术效果体现在以下方面:
[0022]1、采用隔振增频机构，隔离环境振动，提高系统谐振频率，增大了动态力传感器的校准频率范围，减小了振动台的横向振动比对校准结果的影响；
[0023]2、采用粉末冶金烧制成的特制重质合金质量块，材质致密，密度均匀，体积较小，提高了质量块上的加速度分布均匀性，减小了质量块上加速度分布不均对校准结果的影响；
[0024]3、通过参考加速度计内置机构避免了动态力直接作用在参考加速度计上带来的附加误差；
[0025]4、通过控制程序、控制信号采集控制模块设计，实现动态力传感器自动识别、自动校准、证书自动录入、证书自动打印等功能，具有单频逐点校准、扫频信号校准、随机信号校准三种模式，自动校准采用多次平均消除随机误差，省去传统校准方法采用人工校准、人工录入证书等环节，校准时间大大缩短，提高了校准工作效率；
[0026]5、与激光绝对法校准装置相比，本发明结构相对简单，更易于操作，同时校准价格仅为激光绝对法校准的1/3，适用于工作动态力传感器的校准，尤其适用于工作动态力传感器的批量校准。
【附图说明】
[0027]图1是本发明的总体结构示意图。
[0028]图2是本发明的混凝土基座剖面结构放大图。
[0029]图3是本发明的混凝土基座俯视图。
[0030]图4是本发明的隔振增频机构的结构示意图。
[0031]图5是本发明导杆和压紧帽的安装结构剖面图。
[0032]图6是本发明底板和导套的安装结构剖面图。
[0033]图7是本发明参考加速度计内置机构的内部结构示意图。
[0034]图8是本发明参考加速度计内置机构的结构剖面图。
[0035]图9是本发明控制信号采集控制模块的结构方框图。
[0036]在图中，1、混凝土基座2、隔振增频机构3、标准振动台4、参考加速度计内置机构5、被校动态力传感器6、校准质量块7、多通道电荷放大器8、信号采集控制模块9、功率放大器10、控制程序PC 11、证书服务器12、证书审核PC 13、证