一种称重传感器校准装置及方法

本发明属于计量检测传感器校准领域，尤其涉及到一种称重传感器校准装置。

背景技术：

1、称重传感器是一种将形变或结构变化等物理变化信号转变为可测量的电信号等其它信号输出的装置，经过a/d转换器最终将测量数据显示在pc终端。其广泛应用于军事国防、航空航天、港口铁路、采掘冶炼、医药制造等众多影响国家安全或经济命脉的重要领域。但称重传感器因本身灵敏度不一致性以及新安装后由于机械连接件存在加载误差等因素，需要由标准砝码或标准力源对它加载后进行标定。同时，它经过一段时间使用后会产生蠕变或因机械连接件发生变化，会影响它的测量精度。为此，往往需对它定期进行检测与校准。

2、力标准机是力值量传的标准设备，起到了保障各行业力值计量器具准确的作用，常见的力标准机按其产生力源的机理不同分为静重式、杠杆式和液压式力标准机等。静重式力标准机是以砝码的重力作为标准负荷，通过适当的结构按预定顺序自动平稳地把负荷直接施加到被检测力仪上的力标准机。目前世界上最大的静重式力标准机为美国国家标准与技术研究所(nist)的1000klbf(约4.5mn)力标准机，力值相对扩展不确定度为0.002％(k＝3)，但静重式力标准机存在设备制造成本高、装置定期检定维护困难等问题。杠杆式力标准机是以砝码的重力作为标准负荷，经过一定的杠杆机构放大后按预定顺序自动平稳的把负荷施加到被检测力仪上的力标准机。在保持杠杆系统的良好运行情况下，其具有很好的准确度和稳定性。国际上最大的杠杆式力标准机，单杠机为1mn，力值不确定度为0.01％～0.02％；复合双杠机为2mn，力值不确定度为0.02％～0.03％，但是相比静重式力标准机，杠杆式力标准机的力值不确定度还需考虑杠杆放大比引入的不确定度，精密度低，可靠性不高。液压式力标准机是以砝码的重力作为标准力值，经过两组油缸活塞的组合油路系统放大后，按预定顺序把力值自动平稳地加到被检、校测力仪上的力标准机。其放大比远大于杠杆式力标准机，一般为125∶1、150∶1、250∶1和500∶1等，因而通常用作大力值标准机。比如专利公开号cn111458005a基于动态平衡标准力源对称重传感器现场校准装置及方法，提出了用液压式标准力源对称重传感器进行加载标定，该装置具有小型化、可产生稳定的大力值，可实现对大吨位称重传感器的现场校准，但是由于大量程液压式标准力源称重传感器测量与校准装置的局限性，装置给予的微小形变即可实现较大力值的输出，导致在对超大量程称重传感器进行测量实际输出力值与理想力值偏差较大，测量精度无法满足使用者需求。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种至少解决上述部分技术问题的一种称重传感器校准装置：

2、第一方面，一种称重传感器校准装置，包括：油缸部件和液压缸部件；

3、其中：

4、所述油缸部件包括：油缸外壳(4)、第一油泵立柱(5-1)、第二油泵立柱(5-2)、带无线模块的油泵控制模块(6)、油缸外壳立柱(7)、油缸(8)、第一油泵(9-1)、第二油泵(9-2)、显示器组件(10)，其中所述油缸外壳(4)通过四个所述油缸外壳立柱(7)安装在所述油缸(8)上；所述带无线模块的油泵控制模块(6)固定安装在所述油缸外壳(4)上；所述显示器组件(10)固定安装在所述油缸(8)上；所述第一油泵(9-1)通过第一油泵立柱(5-1)安装在所述油缸(8)上，所述第二油泵(9-2)通过第二油泵立柱(5-2)安装在所述油缸(8)上。

5、所述液压缸部件包括：带无线模块的主控mcu(1)、固定平台(2)、待测称重传感器数据口(3)、液压缸(13)、固定平台立柱(14)、待测称重传感器放置区(17)、标准称重传感器放置区(18)、中央大液压柱(20)、边缘小液压柱(19)；其中所述固定平台(2)通过四个所述固定平台立柱(14)固定安装在所述液压缸(13)上；所述带无线模块的主控mcu(1)固定安装在所述固定平台(2)上；所述液压缸(13)上安装有中央大液压柱(20)、八个边缘小液压柱(19)；在所述中央大液压柱(20)的正上方，且在所述固定平台(2)上设有标准称重传感器放置区(18)和待测称重传感器放置区(17)；所述固定平台(2)上还设有待测称重传感器数据口(3)。

6、所述带无线模块的主控mcu(1)与所述待测称重传感器数据口(3)相连。

7、所述待测称重传感器数据口(3)与所述待测称重传感器放置区(17)、标准称重传感器放置区(18)相连。

8、所述带无线模块的主控mcu(1)与所述显示器组件(10)通讯连接。

9、所述称重传感器校准装置还包括：液压分流系统；所述液压分流系统包括中央油泵进油阀(11)、中央油泵进油管道(12)、中央油泵出油阀(15)、中央油泵出油管道(16)、边缘油泵进油阀(21)、边缘油泵进油管道(22)、边缘油泵出油阀(23)、边缘油泵出油管道(24)、边缘油泵进油分流管道(25)、边缘油泵主分流阀(26)、边缘油泵次分流阀(27)、边缘油泵出油聚流管道(28)、边缘油泵聚流阀(29)，液压分流系统安装于液压缸(13)内；所述中央油泵进油管道(12)与所述中央油泵出油管道(16)通过所述中央大液压柱(20)相连接；所述边缘油泵主分流阀(26)与所述边缘油泵次分流阀(27)通过所述边缘油泵进油管道(22)相连接；所述边缘油泵聚流阀(29)通过边缘油泵出油聚流管道(28)与边缘油泵出油阀(23)相连；所述边缘油泵进油分流管道(25)与所述边缘油泵进油管道(22)相连接；所述边缘油泵出油聚流管道(28)与所述边缘油泵出油管道(24)相连接；所述中央油泵进油阀(11)、中央油泵进油管道(12)、边缘油泵进油阀(21)、边缘油泵进油管道(22)、边缘油泵进油分流管道(25)、边缘油泵主分流阀(26)、边缘油泵次分流阀(27)固定安装与距离液压缸上表面10cm处；中央油泵出油阀(15)、中央油泵出油管道(16)、边缘油泵出油阀(23)、边缘油泵出油管道(24)、边缘油泵出油聚流管道(28)、边缘油泵聚流阀(29)固定安装与距离液压缸上表面30cm处。

10、所述油缸组件采用三路六通道超高压电动油泵组件；所述中央油泵进油阀(11)和所述中央油泵出油阀(15)均为单向阀；所述第一油泵(9-1)控制所述中央油泵进油阀(11)，使油通过所述中央油泵进油阀(11)和所述中央油泵进油管道(12)；所述第一油泵(9-1)控制所述中央油泵出油阀(15)，使油从所述中央油泵出油阀(15)和中央油泵出油管道(16)，从所述液压缸(13)到所述油缸(8)；所述第二油泵(9-2)分别控制所述边缘油泵进油阀(21)，使油通过所述边缘油泵进油阀(21)和所述边缘油泵进油管道(22)，从所述油缸(8)到所述液压缸(13)；所述第二油泵(9-2)油泵控制所述边缘油泵出油阀(23)，使油从所述边缘油泵出油阀(23)和边缘油泵出油管道(24)，从所述液压缸(13)到所述油缸(8)。

11、所述八个边缘小液压柱(19)位于液压缸(13)上侧，具体位置在于固定平台立柱(14)中心点与中央大液压柱(20)中心点连线呈45°夹角两侧，距离固定平台立柱(14)中心点20cm处。

12、所述中央大液压柱(20)、边缘小液压柱(19)皆内置高精度高度传感器芯片且初始状态下处于同一高度。

13、所述边缘油泵次分流阀(27)油量输出端分别与两个边缘小液压柱(19)相连；所述边缘油泵聚流阀(29)油量输入端分别与两个边缘小液压柱(19)相连。

14、所述带无线模块的主控mcu(1)接收液压柱上升高度数据与待测称重传感器数据口(3)数据并将所述液压柱上升高度与待测称重传感器对应的数据参数通过无线模块，发送给所述带无线模块的油泵控制模块(6)。

15、在一个实施例中，所述校准装置还包括：上位机；所述上位机与所述带无线模块的主控mcu1(1)通讯连接。

16、本发明提供的一种称重传感器现场校准装置，包括：油缸部件和液压缸部件。其有益效果为：

17、1.该装置中油缸组件采用三路六通道超高压电动油泵组件，在该装置下可实现单油泵产生

18、三路不同力值，保证该装置体积小型化，便于携带到现场对待测称重传感器进行校准。

19、2.该装置采用中央大液压柱(20)与八个边缘小液压柱(19)进行力源叠加，可实现较大量程称重传感器校准工作。

20、3.该装置采用模糊pid算法与不同规格液压柱共同作用，基于“软件+硬件”双模式校准称重传感器，保证校准高精度。

21、4.该装置通过显示器组件(10)与pc端实现仪器状态可视化界面，加强与使用者的交互性，保证仪器运行正常化。