一文总结常用的力传感器的标定设备

不同功能的传感器需要不同的标定设备。即使同一种传感器,精度等级要求不同,标定设备也不同。传感器标定技术在不断进步,新的标定设备不断出现。

  工程测试中,传感器的标定应该在与其使用条件相似的环境状态下进行。为获得较高的标定精度,应将传感器及其配用的滤波器、放大器及电缆等测试系统一起标定。标定时应当按照传感器规定的安装条件进行安装。对于高频及短脉冲的冲击标定,如传感器的安装力矩及接触刚度不同,将使传感器的谐振频率有较大的变化。这是值得注意的。

  标定设备主要用于确定传感器的转换特性。例如压电式压力传感器,它受到压力后将输出电荷信号,即将压力信号经传感器转换为电荷信号。究竟多大压力可以使它产生多少电荷,靠传感器本身是无法确定的,而必须依靠专用设备。利用专用设备确定这种转换关系的过程称为标定,计量学称之为定度,即用标准器确定传感器的输入-输出关系。

  不同功能的传感器需要不同的标定设备。即使同一种传感器,精度等级要求不同,标定设备也不同。传感器标定技术在不断进步,新的标定设备不断出现,今天为大家介绍的力传感器的设备。

  力标定设备

  1)测力砝码

  最简单的力标定设备是各种测力砝码。国家基准测力装置则是固定式的基准测力机。我国l00 tf(吨力)基准测力装置安装在四川省大邑中国计量科学研究院分院内。基准测力机实际由一组在重力场中体现基准力值的直接加荷砝码(静重砝码)组成。图7-10为一种基准测力机外形图。

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  图7-11示出了一种杠杆式测力机,它也是通过直接加测力砝码的标定装置。图7-12示出了另一种形式的杠杆测力装置。两种装置原理相同。

  图7-13示出了杠杆式二等标准测力机的传动机构示意图。

  该测力机的负荷是由砝码1和2通过杠杆3产生的,该负荷施加于被校验的测力计16。

  杠杆自身重量由平衡块7加以平衡抵消。砝码的升降、加挂和卸除,以及被检测力计的加荷和卸载,都是靠电动机拖动丝杠来实现的。

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  液压式测力计量程很大,有200 kN,300 kN,500 kN,600 kN和1.5 MN,2 MN,5 MN等多种。

  2)拉压式(环形)测力计

  拉压式测力计的弹性体为椭圆形钢环,圆体受力后的变形量与作用力成线性关系。图7-15为一种以环形测力计作为标准的推力标定装置。

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  图7-15中的作用力是靠活塞式液压装置加上去的。图7-16示出了一种便携式力标定设备。该设备由螺杆式压力机、带杠杆放大及百分表头的标准测力计组成。标定时,可将被标定的传感器与标准测力计串联安装,用比较法标定,由螺杆加载。

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  环式测力计也可具有较高精度。图7-17位一只带杠杆放大机构和百分表的测力计结构示意图。

  除用杠杆放大系统和百分表读数外,还有光学显微镜读取测力环变形的标准测力计。如果以激光干涉仪测量标准测力环的变形,并将显示结果用微机处理,直接取得力值,则具有更高的精度。

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