一种落体式的冲击传感器标定装置的制作方法

本发明涉及传感器标定，具体涉及一种落体式的冲击传感器标定装置。

背景技术：

1、冲击传感器包括加速度、速度等传感器，在科研实验和工程建设等方面具有重要的应用，冲击传感器是获取冲击源及其目标冲击参数和响应参数的基本手段。因很多冲击传感器存在时变特征，其灵敏度参数会随时间改变，为了提高获取冲击源及其目标冲击参数和响应参数的准确性，一般需在使用冲击传感器之前，对其灵敏度进行标定。

2、现有的冲击传感器标定方法包括两种，一种为落体台(落锤)标定，即需要将传感器安装在锤面上，标准传感器和被测传感器与落锤一起运动，实现标定；另外一种是弹丸冲击标定，标准传感器和被测传感器采用背对背的安装方式进行标定。

3、现有的标定方法存在以下几个方面的问题：(1)现有冲击传感器标定装置，一次只能冲击标定1～3支传感器，其效率较低，而且进行标定时，传感器及传感器的线缆为随动部件，因此，标定过程中，传感器存在随动干扰，标定结果不准确，同时，传感器线缆还存在损坏风险；(2)驱动部件的驱动方式为手动，操作费时费力，且不够精准；(3)现有的冲击传感器标定装置体积庞大，携带困难，不适合外场实验使用。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种落体式的冲击传感器标定装置，以解决现有的冲击传感器标定装置标定结果不准确，存在传感器线缆损坏风险，且由于体积太大导致携带困难的技术问题。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种落体式的冲击传感器标定装置，其特殊之处在于：包括驱动机构、落锤组件以及底盘组件；

3、所述驱动机构设置在所述底盘组件的垂直上方，且与所述底盘组件之间设有标定空间；

4、所述落锤组件包括设置在所述标定空间内的落锤和连接绳；所述落锤为圆柱体；所述连接绳上端与所述驱动机构的作用端连接，其下端自然下垂，并与落锤上端的中心点连接；

5、所述底盘组件包括均为圆形且由下至上依次同轴叠加设置的底盘、标定靶板以及绝缘环；所述标定靶板中心设有圆柱形凸台；所述凸台的直径大于或等于落锤的直径，其高度大于或等于绝缘环的高度；所述落锤的轴线与所述凸台的轴线位于同一直线上；所述绝缘环套装在所述凸台上，并与所述凸台间设有间隙，同时，所述绝缘环与标定靶板固定连接，其上表面用于安装标准传感器和待标定传感器。

6、进一步地，为了实现标定空间的设置，还包括两根相互平行且分布在所述落锤两侧的导向光轴；

7、所述导向光轴一端与所述驱动机构底部固连，另一端与所述底盘垂直固连；所述导向光轴与标定靶板和绝缘环之间均设有间隙。

8、进一步地，为了避免落锤偏摆，所述落锤的圆周面上对称设置有两个支撑耳；

9、两个所述支撑耳分别套装在两个导向光轴上，并分别与两个所述导向光轴间隙配合。

10、进一步地，所述支撑耳通过直线轴承套装在导向光轴上。

11、进一步地，所述底盘组件还包括同轴设置在底盘和标定靶板之间的圆形缓冲垫；

12、所述缓冲垫和标定靶板的直径，以及绝缘环的外径大小相同；所述底盘的直径大于缓冲垫的直径，使得所述底盘与缓冲垫、标定靶板以及绝缘环之间形成台阶面；

13、所述绝缘环上表面沿其周向均匀设置有多个传感器安装位；

14、所述台阶面上绕其周向均匀设置有多个理线环；多个理线环与多个传感器安装位一一对应。

15、进一步地，所述驱动机构包括驱动盒以及设置在所述驱动盒内的驱动电机、卷筒、棘轮、第一卷筒安装座、第二卷筒安装座、单向轴承联轴器、单向轴承、棘爪、综合控制模块以及供电模块；

16、所述驱动电机、第一卷筒安装座、第二卷筒安装座、综合控制模块以及供电模块分别固定安装在所述驱动盒内；

17、所述卷筒一侧的传动轴与第一卷筒安装座可旋转连接，另一侧的传动轴与棘轮一侧的传动轴固连；

18、所述棘轮另一侧的传动轴与第二卷筒安装座可旋转连接，并穿过第二卷筒安装座通过单向轴承联轴器以及单向轴承与所述驱动电机的输出轴连接；

19、所述连接绳上端穿过驱动盒底部与卷筒的圆周面固连；

20、所述棘爪中部与所述第二卷筒安装座可旋转连接，其一端与所述棘轮接触配合，另一端通过设置在驱动盒侧壁上的操作孔穿出驱动盒，用于操作；

21、所述综合控制模块以及供电模块均与所述驱动电机电连接。

22、进一步地，所述驱动机构还包括摇把；

23、所述第一卷筒安装座上设有安装通孔；

24、所述卷筒一侧的传动轴包括设置在所述安装通孔内的圆柱段和方柱段；所述圆柱段一端与卷筒中心固连，另一端与所述方柱段的一端固连；所述圆柱段与所述安装通孔间设有滚动轴承；

25、所述摇把一端穿过所述驱动盒侧壁后伸入所述安装通孔，并通过设置在其端面上的方形孔与所述方柱段另一端配合连接，所述摇把的另一端位于所述驱动盒外，用于旋转操作；所述摇把与所述驱动盒侧壁间设有间隙。

26、进一步地，所述驱动机构还包括固定安装在所述驱动盒内的位移测量模块；

27、所述位移测量模块分别与综合控制模块以及供电模块电连接；

28、所述驱动盒底部设有测量孔；所述测量孔与所述位移测量模块作用端对应，同时与所述落锤上端面对应。

29、进一步地，为了便于操作控制，所述综合控制模块的控制面板嵌装在所述驱动盒的侧壁上。

30、进一步地，所述驱动盒包括盒本体和盖板；

31、所述驱动电机、卷筒、棘轮、第一卷筒安装座、第二卷筒安装座、单向轴承联轴器、单向轴承、棘爪、综合控制模块、供电模块以及位移测量模块均设置在所述盒本体内；

32、所述盖板盖装在所述盒本体顶部。

33、本发明的有益效果：

34、1、本发明设置了整体为回转体结构的底盘组件，在标定靶板中心设置圆柱形凸台，将绝缘环套装在凸台上，并与标定靶板固连，通过落锤冲击凸台，对设置在绝缘环上的待标定传感器进行标定；绝缘环及标定靶板相对落锤为静部件，使得标准传感器和待标定传感器均非随动部件，标定过程中，不会产生随动干扰，这样一方面提高了标定结果的准确性，另一方面避免了传感器线缆损坏风险。

35、2、本发明设置的底盘组件具有轴对称特性，在落锤单次冲击作用下，能够同时标定安装在绝缘环上的多个待标定传感器，绝缘环大大增加了待标定传感器的安装空间，能够同时标定更多的待标定传感器，从而提高传感器的标定效率；另外，回转体结构的底盘组件还能够确保落锤落下时，绕绝缘环周向均匀设置的各个待标定传感器以及标准传感器接收到的冲击信号一致，通过标准传感器与待标定传感器对比，即可进行标定，操作简单，标定结果准确。

36、3、本发明设置的驱动机构既能通过卷筒卷线实现落锤上升，又能通过棘爪释放卷筒使落锤下落，实现落锤的上升及落下，操作简单、运动快捷，能够通过综合控制模块控制驱动电机准确上升到指定位置。

37、4、本发明的驱动机构还包括位移测量模块，能够对落锤的位置进行精准定位，以便控制冲击力量的大小。

38、5、本发明的驱动机构还设置了摇把，使得卷筒的驱动具有手动和电动两种方式，能够方便外场无电使用，增加了装置使用的便携性。

39、6、本发明将综合控制模块的控制面板设置在驱动盒的侧壁上，方便操作。

40、7、本发明的落体式的冲击传感器标定装置整体尺寸小巧轻盈，无附带设备，便于携带，适合外场试验临时使用。