优选，通过调整所述大锤体的提升高度、质量及其下方缓冲垫层的软硬程度及厚度，获得不同持续时间不同幅值的脉冲力激励。
[0039]有益效果
[0040]本发明装置操作简单、准确度高，并且由于采用参考动态力传感器与被校动态力传感器面对面安装，能实现被校力传感器的有效惯性质量的快速修正；只改变大锤体材料而不改变大小来改变大锤体质量来适用于同一个锤体扶正机构，并实现宽范围的大量值脉冲力；采用大锤体上安装面对面传感器结构与小锤体，通过小锤体的惯性力实现小量值脉冲力；因此，通过这种双锤组合结构的落体式脉冲力发生器的使用，可在一套装置上实现从50N到200kN的全量程校准。
【附图说明】
[0041]图1是本发明实施例一种宽量程脉冲力校准装置结构示意图。
[0042]附图标记:1_装置基座、2-导轨、3-缓冲机构、4-落锤提升与释放机构、5-锤体扶正机构、6-大锤体、7-缓冲垫层、8-大量程参考动态力传感器、9-砧座、10-被校大量程力传感器、11-小量程参考动态力传感器、12-安装砧座、13-被校小量程力传感器、14-小锤体、15-高精度标准加速度计。
【具体实施方式】
[0043]下面结合附图与实施例对本发明加以详细说明。
[0044]实施例1
[0045]—种宽量程脉冲力校准装置的结构如图1所示，主要包括装置基座1、导轨2、缓冲机构3、落锤提升与释放机构4、锤体扶正机构5、大锤体6套组与缓冲垫层7套组、大量程参考动态力传感器8与砧座9、小量程参考动态力传感器11与安装砧座12、小锤体14套组、高精度标准加速度计15。将大量程参考动态力传感器8通过砧座9安装在装置基座1上，敏感面朝上，被校大量程力传感器10敏感面朝下与大量程参考动态力传感器8面对面固定安装;小量程参考动态力传感器11通过安装砧座12安装到大锤体6上端面中间，敏感面朝上，被校小量程力传感器13敏感面朝下与小量程参考动态力传感器11面对面固定安装，小锤体14固定安装在被校小量程力传感器13安装面上;高精度标准加速度计15根据需要通过转接螺钉固定安装在装置基座1上或大锤体6上，缓冲垫层7通过转接螺钉固定安装在大锤体6下端，并将这个整体摆正安放在锤体扶正机构5内，使其可随扶正机构5—起自由下落，且当大锤体6与被校大量程力传感器10受力面接触后锤体扶正机构5继续自由下落。进一步的，为了保证扶正机构5在大锤体6与被校大量程力传感器10碰撞时不施加横向力于大锤体6，可以通过在大锤体6和扶正机构5之间安装气浮轴系，使得三者组成空气静压轴系，空气静压轴系采用软管供气，软管可以随扶正机构5运动。此外，由于当大锤体6与被校大量程力传感器10受力面接触后锤体扶正机构5继续自由下落，需要通过在装置基座1上安装缓冲机构3，用于吸收锤体扶正机构5的部分动能，减小锤体扶正机构5的回弹能量，并通过调节扶正机构5自带的抱闸装置的抱闸时间，以便扶正机构5及时停止，保证不伤及下方被校大量程力传感器10与大量程参考动态力传感器8的接线端。
[0046]落锤提升与释放机构4可使锤体扶正机构5带动大锤体6沿导轨2上下移动，并可根据需要抱住或释放，提升的高度可以通过光栅线位移测量系统进行测量。本实施例中落锤提升与释放机构4的运动方式是通过液压驱动活塞带动扶正机构5运动，当工作时，通过电磁换向阀控制其上下移动，使安装在扶正机构5上的大锤体6与扶正机构5—起被提升至所需的高度;而其释放方式采用气动抱闸方式，扶正机构5提升到达设定高度后，用气动抱闸方式将其保持在这个高度。当释放时，扶正机构5沿导轨2与大锤体6—同自由下落，自由下落的大锤体6通过缓冲垫层7与被校大量程力传感器10发生碰撞时，扶正机构5开始与其脱离。锤体撞击过程中产生加速度，并施加类似半正弦脉冲力于传感器受力面上，可以通过更换不同的缓冲垫层7调整冲击力的波形。此时扶正机构5与大锤体6脱离并继续下落，当扶正机构5与缓冲机构3接触后，下落能量被缓冲机构3吸收一部分，最终通过扶正机构5自带的抱闸装置停止运动。
[0047]由于该校准装置易受摩擦力、横向运动等的影响，因此在扶正机构5的设计时，考虑了控制其在下落过程并发生碰撞时，如何保证大锤体6的冲击力能够垂直作用于被校大量程力传感器10上的问题。通过对其碰撞运动过程进行测量，得到冲击运动的加速度，通过计算即可得到该冲击运动的脉冲力的幅值。该脉冲力的幅值与被校大量程力传感器10的输出进行比较，即可得到其灵敏度。在此种方法中，由于砧座9的固有频率足够高，使得被校大量程力传感器10的安装谐振频率也较高，更加适用于本发明这种大力值、宽频率范围的脉冲力校准。而且，由于大锤体6在下落过程中是垂直向下的，并在碰撞的瞬间即与扶正机构5脱离，扶正机构5的横向分量不会影响到大锤体6对传感器所施加的垂直向下的力。因此，只要通过机械加工严格控制大锤体6的安装位置和砧座9上面对面安装的大量程参考动态力传感器8与被校大量程力传感器10的安装位置的对中性和垂直度，保证导轨2、扶正机构5等的加工精度，并考虑通过特殊设计结构来减少大锤体6和扶正机构5之间的摩擦，即可降低由此带来的影响。因此对导轨2、扶正机构5等加工精度要求高，并考虑通过空气静压轴系来减少大锤体6和扶正机构5之间的摩擦力。
[0048]本实施例的宽量程脉冲力校准装置产生的脉冲力幅值和脉宽主要受锤体质量、提升高度以及缓冲垫层7等因素影响，通过理论分析和试验验证，配置多个锤体(质量块)对脉冲力幅值进行分段，例如，为产生大幅值脉冲力选用体积形状相同的钛合金、不锈钢、钨合金三种材料的大锤体6，为产生小幅值脉冲力选用3?5组不同质量的圆柱形不锈钢小锤体14;再通过缓冲垫层7的材料和外形尺寸决定脉冲力值波形的持续时间，缓冲垫层7材料尽量选用弹性材料，保证碰撞过程近似完全弹性碰撞，避免塑性变形，本实施例缓冲垫层7所用的材料为聚氨酯;通过控制大锤体6的提升高度在段内改变脉冲力幅值。
[0049]在进行大幅值脉冲力校准时，通过除小量程参考动态力传感器11与安装砧座12、被校小量程力传感器13、小锤体14套组以外的部分组成大幅值脉冲力校准装置。此时，高精度标准加速度计15安装于装置基座1上。在进行小幅值脉冲力校准时，在大幅值脉冲力校准装置的基础上加入小量程参考动态力传感器11与安装砧座12、被校小量程力传感器13、小锤体14套组组成小幅值脉冲力校准装置。此时，高精度标准加速度计15安装于大锤体6上端右侧。大、小幅值脉冲力都是通过参考动态力传感器8(11)力值输出减去惯性力误差修正值后作为被校力传感器10(13)的脉冲力输入，惯性力误差修正值为有效惯性质量乘以高精度加速度计15测量到的加速度，有效惯性质量为参考动态力传感器8(11)有效惯性质量、安装夹件质量与被校力传感器10(13)有效惯性质量之和，通过这种方法在进行力传感器的相对法校准的同时还可以得到被校传感器的有效惯性质量。
[0050]本发明的主要优点如下:
[0051]1)通过机械加工工艺和精度的保证，利用扶正机构及被校力传感器的安装，使脉冲力发生系统具有良好的对中性和垂直度；
[0052]2)采用空气静压轴系约束大锤体的运动，一方面减少了锤体的横向运动，避免非垂直方向运动对校准造成的干扰;另一方面，克服了垂直方向的摩擦力，避免了摩擦力所引入的力值误差；
[0053]3)在同一个装置上仅通过加入少量附加机构，就可以进行大、小幅值脉冲力校准，使得校准装置的量程得到扩大，可以进行宽量程脉冲力的校准；
[0054]4)通过参考动态力传感器与被校力传感器的面对面安装，在进行比较法校准时，可以快速得到被校力传感器的有效惯性质量，从而对脉冲力校准