应变传感器自动标定装置的制作方法

本发明涉及一种应变传感器试验过程中的自动标定装置，主要用于点火测试前的应变传感器参数自动化校准。

背景技术：

1、固体火箭发动机试验过程中应变传感器的参数采集是数据采集的关键部分之一，为确保采集数据的准确性、可靠性，试验前都要对每一路应变测试通道进行参数标定，传统的标定过程主要使用高精密电阻箱代替应变片进行参数标定，即通过应变片的出厂参数(包括零位阻值、系数k和最大应变量)计算应变片不同台阶的电阻值。

2、测试过程为：调整电阻箱的输出阻值为应变参数的出厂零位阻值，然后在该输出阻值基础上进一步调整电阻箱的输出阻值来输出不同阻值信号以模拟应变传感器的工作状态。该项测试往往需要校准多种类型应变传感器，并通过设置台阶值，以此来获得应变传感器工作过程中的回归系数。

3、在试验中由于各个应变传感器的差异，需要对每一个应变传感器的对应阻值进行计算、设置台阶数并配合采集系统完成标定；由于传统固体火箭发动机应变试验参数采集方法要求应变传感器必须逐一标定，往往需要人工手动操作高精度变阻箱完成标定工作。当试验中应变采集路数较多时，这种方式需要耗费较长的试验准备时间，同时需要多路应变时，试验中由于电压信号数量多，直流电源使用多，电缆及接线点多等客观原因，需要外接多路电源及电缆，容易造成试验现场混乱，导致实际操作出错，影响参数采集可靠性及效率等问题，在一定程度上不能满足发动机试验安全性、机动性及准确性的发展需要。

技术实现思路

1、基于以上背景技术，为解决人工手动操作高精度变阻箱进行标定工作所带来的效率低、现场混乱的技术问题，本发明提出了一种应变传感器自动标定装置。本发明可同时提供多路应变模拟信号，完成应变传感器的自动校准，确保试验点火时实际应变参数采集的可靠性和准确性，同时极大提升试验中应变校准的效率。

2、本发明的技术方案是：

3、应变传感器自动标定装置，包括可调电阻箱，所述可调电阻箱包括n个电阻丝；其特殊之处在于：还包括n个电机、电机驱动器、电机控制器和n个旋转拨档开关；所述n个旋转拨档开关与所述n个电阻丝一一对应相连；所述电机控制器用于向电机驱动器发送控制指令，电机驱动器根据所述控制指令驱动相应的电机动作，以带动各旋转拨档开关旋转，实现输出阻值的调整切换；n≥6。

4、进一步地，所述n＝6。

5、进一步地，将所述输出阻值的6个档位分别用x1、x2...x6表示，分别代表×100档位、×10档位、×1档位、×0.1档位、×0.01档位和×0.001档位，x3档的阻值调整数为1～11，其余档位的阻值调整数为0～9。

6、进一步地，设定电机每旋转30°为一步，在最大旋转角度300°设置堵转信号。

7、进一步地，所述电机控制器对电机的控制流程为：

8、步骤1：对各档位电机进行初始化；

9、步骤2：判断需要的输出阻值x6x5x4.x3x2x1是否大于0.1欧，若否，则输出阻值x6x5x4.x3x2x1为0.1欧，则6个电机全都需要旋转在0度上；若是，则进入步骤3；

10、步骤3：判断需要输出阻值x6x5x4.x3x2x1中的x3的数值是否为0，若否，则根据需要的输出阻值x6x5x4.x3x2x1中的各位数值确定各档位分别为：x6档取x6的当前数值，x5档取x5的当前数值、x4档取x4的当前数值、x3档取x3的当前数值、x2档取x2的当前数值、x1档取x1的当前数值，并根据各档值驱动各电机旋转至对应角度；若是，则进入步骤4；

11、步骤4：判断需要输出阻值x6x5x4.x3x2x1中的x4的数值是否为0，若否，则根据需要的输出阻值x6x5x4.x3x2x1中的各位数值确定各档位分别为：x6档取x6的当前数值、x5档取x5的当前数值、x4档取x4的当前数值-1、x3档取10、x2档取x2的当前数值、x1档取x1的当前数值，并根据各档值驱动各电机旋转至对应角度；若是，则进入步骤5；

12、步骤5：判断需要输出阻值x6x5x4.x3x2x1中的x5的数值是否为0，若否，则根据需要的输出阻值x6x5x4.x3x2x1中的各位数值确定各档位分别为：x6档取x6的当前数值、x5档取x5的当前数值-1、x4档取x4的当前数值-1、x3档取10、x2档取x2的当前数值、x1档取x1的当前数值，并根据各档取值驱动各电机旋转至对应角度；若是，则进入步骤6；

13、步骤6：判断需要输出阻值x6x5x4.x3x2x1中的x6的数值是否为0，若否，则根据需要的输出阻值x6x5x4.x3x2x1中的各位数值确定各档位分别为：x6档取x6的当前数值-1、x5档取x5的当前数值-1、x4档取x4的当前数值-1、x3档取10、x2档取x2的当前数值、x1档取x1的当前数值，并根据各档取值驱动各电机旋转至对应角度；若是，则阻值异常，返回步骤1。

14、本发明的优点是：

15、1、本发明可提前输入需要使用的应变传感器参数并保存，通过最优化台阶值的计算，自动输出对应的应变阻值到采集回路，配合已有采集系统快速完成应变传感器的标定工作，极大提高工作效率。

16、2、本发明通用性强，能够满足各型号固体火箭发动机试验中所需的多路应变信号的要求，并且不需要外接多路电源及电缆，机箱整体结构轻巧，便于携带，解决了现场布线混乱、容易误操作的问题，在实际工作中操作安全可靠，状态稳定，缩短了试验前准备时间，提高了现场工作效率，同时在现场试验中避免了电源间的干扰，达到超强的抗干扰能力，确保了发动机试验点火前应变传感器标定的可靠性与安全性。

17、3、本发明输出一次最多可以提供16路0.100ω～999.999ω的精密阻值，显示及输出的电阻精度为±0.001ω，连续调整输出阻值间隔大于1s。

18、4、本发明的输出阻值由输入端的电机控制电路来控制，由于各档位的输出阻值相互独立，所以很好的避免了快速切换带来的干扰。

技术特征：

1.应变传感器自动标定装置，包括可调电阻箱，所述可调电阻箱包括n个电阻丝；其特征在于：还包括n个电机、电机驱动器、电机控制器和n个旋转拨档开关；所述n个旋转拨档开关与所述n个电阻丝一一对应相连；所述电机控制器用于向电机驱动器发送控制指令，电机驱动器根据所述控制指令驱动相应的电机动作，以带动各旋转拨档开关旋转，实现输出阻值的调整切换；n≥6。

2.根据权利要求1所述的应变传感器自动标定装置，其特征在于：所述n＝6。

3.根据权利要求2所述的应变传感器自动标定装置，其特征在于：将所述输出阻值的6个档位分别用x1、x2...x6表示，分别代表×100档位、×10档位、×1档位、×0.1档位、×0.01档位和×0.001档位，x3档的阻值调整数为1～11，其余档位的阻值调整数为0～9。

4.根据权利要求3所述的应变传感器自动标定装置，其特征在于：设定电机每旋转30°为一步，在最大旋转角度300°设置堵转信号。

5.根据权利要求4所述的应变传感器自动标定装置，其特征在于：所述电机控制器对电机的控制流程为：

技术总结
为解决人工手动操作高精度变阻箱进行标定工作所带来的效率低、现场混乱的技术问题，本发明提出了一种应变传感器自动标定装置，包括可调电阻箱，所述可调电阻箱包括N个电阻丝；其特殊之处在于：还包括N个电机、电机驱动器、电机控制器和N个旋转拨档开关；所述N个旋转拨档开关与所述N个电阻丝一一对应相连；所述电机控制器用于向电机驱动器发送控制指令，电机驱动器根据所述控制指令驱动相应的电机动作，以带动各旋转拨档开关旋转，实现输出阻值的调整切换；N≥6。

技术研发人员：王智勇,苑浩,李强,王征,郭李艳,邱飞,司琪
受保护的技术使用者：西安航天动力测控技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15