專利名稱：壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法與校準裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法與校準裝置屬壓力傳感 器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法與校準裝置，也 即是該壓力傳感器的加速度靈敏度的校準方法與裝置。
二.
背景技術(shù)：
壓力傳感器的校準方法很多，但壓力傳感器的加速度效應(yīng)與廠家給出的說 明書上的技術(shù)指標(biāo)是有差別的，尤其是動態(tài)條件下，壓力傳感器的加速度效應(yīng) 會對壓力傳感器的輸出有多大影響，在國內(nèi)外一直鮮見報道。如今在測試領(lǐng)域 很多情況下，壓力傳感器都在動態(tài)條件或高加速度下使用，此時壓力傳感器的 加速度效應(yīng)對其測到的壓力值是否有影響，從量值上該如何分析，顯然是一個 亟待解決的問題，為克服其它校準方法不能同時兼顧高幅值壓力和大加速度的 缺陷，并且在高壓校準時不損壞傳感器，我們研究了本發(fā)明所涉及的校準方法 并設(shè)計了本發(fā)明的校準裝置。
三.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是向社會提供這種壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法與校
準裝置。該校準方法與校準裝置的優(yōu)點是:可在高壓力幅值和大加速度情況下，
又不損壞被校準的傳感器實施校準工作。
本發(fā)明的技術(shù)方案包括壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法與校準裝置兩
方面的技術(shù)內(nèi)容，具體技術(shù)方案如下
關(guān)于這種壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法，是壓力傳感器加速度靈敏度 的校準方法，技術(shù)特點在于所述的該壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法是 在對被校準的壓力傳感器施加校準需要的壓力基礎(chǔ)上，再采用霍普金森桿產(chǎn)生 激勵加速度脈沖激勵該壓力傳感器，通過測試或計量儀器，測得該壓力傳感器 的激勵加速度，通過施加系列不同的壓力并采用霍普金森桿產(chǎn)生對應(yīng)的不同系 列激勵加速度脈沖激勵該壓力傳感器，對應(yīng)測得該壓力傳感器不同系列激勵加 速度效應(yīng)，從不同系列的加速度校準效應(yīng)便得出該被校準的壓力傳感器受壓狀 態(tài)下加速度的靈敏度。所述的施加系列不同的壓力即是施加一系列級次的不同的壓力,如一系列不同級差的壓力、 一系列不同遞次的壓力。所述的霍普金森桿 產(chǎn)生對應(yīng)的不同系列激勵加速度脈沖即是對應(yīng)施加的一系列級次不同的壓力 中每一壓力時霍普金森桿產(chǎn)生對應(yīng)的一系列級次的不同激勵加速度脈沖,在一 系列級次不同的激勵加速度脈沖作用下,將使霍普金森桿產(chǎn)生對應(yīng)的不同系列 的激勵加速度脈沖作測試用。
根據(jù)以上所述的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法，技術(shù)特點還有所述
的該壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法還有:采用密封式施壓器對被校準的壓
力傳感器施加校準需要的壓力，被校準的壓力傳感器安裝在該密封式施壓器的 壓力傳感器座上，用氣源向密封式施壓器內(nèi)充校準需要的壓力，需要的壓力通
常選擇50 450Mpa (壓力逐次遞增)，由施壓器鋼體、密封鋼球、密封螺栓將 其密封，在對被校準的壓力傳感器施加校準需要的某壓力情況下，再采用霍普 金森桿產(chǎn)生系列級次激勵加速度脈沖激勵該壓力傳感器，通過測試或計量儀器, 測得該壓力傳感器對應(yīng)的系列激勵加速度，對應(yīng)測得某壓力下的該壓力傳感器 加速度效應(yīng)。所述的密封式施壓器通過氣壓源(用氣泵)施加需要的不同壓力的 氣體而后由施壓器鋼體、密封鋼球和螺栓將其密封。
根據(jù)以上所述的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法，技術(shù)特點還有所述 的該壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法還有采用系列級次壓縮氣體(例如采 用0.06 0.12MPa的壓縮氣體，壓力逐次遞增)推動彈體垂直撞擊霍普金森桿前 端的波形整形器，使霍普金森桿中產(chǎn)生系列級次應(yīng)壓力激勵脈沖，這些系列級 次應(yīng)壓力激勵脈沖激勵固連或安裝在該霍普金森桿末端面的施加壓力的密封 式施壓器上被校準的壓力傳感器，被系列級次激勵脈沖激勵的壓力傳感器獲得 對應(yīng)的系列加速運動，經(jīng)測試或計量的激光干涉儀通過設(shè)置在密封式施壓器上 的光柵或/和電荷放大器測試或計量被校準的壓力傳感器獲得的對應(yīng)系列加速 度，計算得出某壓力下的被校準的壓力傳感器的加速度效應(yīng)。所述的該霍普金 森桿的結(jié)構(gòu)例如選擇長度1600mm、直徑25mm。
根據(jù)以上所述的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法，技術(shù)特點還有所述的 經(jīng)測試或計量的激光干涉儀通過設(shè)置在密封式施壓器上的光柵或/和電荷放大 器測試或計量被校準的壓力傳感器獲得的加速度，計算得出被校準的壓力傳感 器的加速度效應(yīng)的方法是根據(jù)多普勒效應(yīng)，被校準的壓力傳感器運動速度v(O 與激勵脈沖的多普勒瞬時頻率A^)成正比(1) 式中義為激光波長，S為衍射角；進行變換得速度v(O與多普勒瞬時頻率 A/(0數(shù)學(xué)關(guān)系為
vW=r^A/W (2)
(2) 式中rf為光柵常數(shù)，m、 n為衍射級數(shù)，獲得瞬時頻率AT(O，即可求出實時 速度HO，對速度一次微分可得加速度"(O;或者，通過光柵位移"(O與速度v(O的 關(guān)系式
v(,)=4^) (3)
求出(3)式中的位移^W，進行一次、二次微分即可得速度和加速度；而被校 準的壓力傳感器的壓力是己知的，這樣就求出或得出被校準的壓力傳感器在受 壓狀態(tài)下受激勵的加速度。所述的(l)、 (2)、 (3)式提供出不同參數(shù)情況下計 算壓力傳感器的加速度的不同公式、方法或途徑，均可采用之。
根據(jù)以上所述的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法，技術(shù)特點還有通過密 封式施壓器對被校準的壓力傳感器施加系列不同的壓力并采用霍普金森桿產(chǎn) 生對應(yīng)的不同系列激勵加速度脈沖激勵該壓力傳感器，對應(yīng)測得該壓力傳感器 不同系列激勵加速度效應(yīng)，從該不同系列的加速度校準結(jié)果或效應(yīng)便得出該被 校準的壓力傳感器加速度的靈敏度。所述的該被校準的壓力傳感器加速度的靈 敏度應(yīng)該從不同系列的加速度校準結(jié)果或效應(yīng)統(tǒng)計中得出。
關(guān)于這種壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置，是壓力傳感器加速度靈敏度 的校準裝置，技術(shù)特點在于所述的該壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置由霍 普金森桿以及霍普金森桿前端面安裝的波形整形器、霍普金森桿末端面安裝的 密封式施壓器和該密封式施壓器上安裝的被校準的壓力傳感器、光柵組成。所 述的這套校準裝置設(shè)計簡單、結(jié)構(gòu)實用。
根據(jù)以上所述的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置，技術(shù)特點還有所述 的該校準裝置的密封式施壓器的結(jié)構(gòu)是該密封式施壓器前端面可與霍普金森 桿末端面形成平面接觸安裝、其后端為安裝座并安裝有被校準的壓力傳感器、 由氣源向該密封式施壓器內(nèi)充校準需要的壓力并由施壓器鋼體與密封螺栓將 其密封，在該密封式施壓器的側(cè)平面安裝有測試用光柵。所述的密封式施壓器通 過氣壓源(用氣泵)施加需要的不同壓力的氣體,而后由施壓器鋼體、密封鋼球、密封螺栓將其密封，需要的壓力通常選擇范圍為50 450Mpa(壓力逐次遞增)。 根據(jù)以上所述的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置，技術(shù)特點還有所述 的該校準裝置的霍普金森桿的結(jié)構(gòu)是所述的該霍普金森桿的結(jié)構(gòu)例如選擇長 度1600mm、直徑25mm,該霍普金森桿前端面安裝有帶波形調(diào)整墊的波形整形器，
該波形調(diào)整墊是接受在壓縮氣體推動下的彈體垂直撞擊并使霍普金森桿中產(chǎn) 生一應(yīng)壓力激勵脈沖的被撞體，霍普金森桿末端面固定或安裝有密封式施壓器 及其上的被校準的壓力傳感器，所述的彈體是壓縮氣體推動或發(fā)射的射彈，如 彈體是在發(fā)射管內(nèi)由壓縮氣體(例如采用0.06 0.12MPa的壓縮氣體,壓力可逐 次遞增)推動或發(fā)射的射彈。在密封式施壓器內(nèi)須密封充有被校準的壓力傳感 器校準需要的壓力。所述的波形整形器就是波形調(diào)整墊，可由鋁、銅、聚四氟乙 烯等材質(zhì)做成，該波形調(diào)整墊的結(jié)構(gòu)可選擇鋁墊、銅墊、聚四氟乙烯墊等。
根據(jù)以上所述的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置，技術(shù)特點還有所述 的該壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置需要測試或計量的輔助儀器有激光干 涉儀、電荷放大器、波形記錄儀、計算機。所述的這套輔助儀器由激光干涉儀、 電荷放大器采集測試校準的光電信號，由波形記錄儀作測試記錄、由計算機完 成計算或處理。
根據(jù)以上所述的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置，技術(shù)特點還有通過
密封式施壓器對該校準裝置的被校準的壓力傳感器施加系列不同的壓力并采 用霍普金森桿產(chǎn)生對應(yīng)的不同系列激勵加速度脈沖激勵該壓力傳感器，使用測 試或計量的輔助儀器對應(yīng)測得該壓力傳感器不同系列激勵加速度效應(yīng)，從該不 同系列的加速度校準結(jié)果或效應(yīng)便得出該被校準的壓力傳感器加速度的靈敏 度。所述的該被校準的壓力傳感器加速度的靈敏度應(yīng)該從不同系列的加速度校 準結(jié)果或效應(yīng)統(tǒng)計中得出。
本發(fā)明的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法和校準裝置的優(yōu)點有1.這種 壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法與校準裝置開創(chuàng)了在動態(tài)條件和高幅值壓 力和大加速度下對壓力傳感器進行校準；2.這種在動態(tài)條件下對壓力傳感器的 加速度效應(yīng)進行校準的方法和裝置解決了該領(lǐng)域的一個技術(shù)難題，該問題在此 之前是一個亟待解決而未解決的問題；3.這種壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方 法與校準裝置能同時在高幅值壓力和大加速度情況下進行校準，又不損壞傳感 器,是該校準方法和校準裝置的發(fā)明特點。本發(fā)明的校準方法和設(shè)計的校準裝置 值得采用和推廣。四.


本發(fā)明的說明書附圖共有2幅 圖1為密封式施壓器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
在兩圖中采用了統(tǒng)一標(biāo)號，即同一物件在兩圖中用同一標(biāo)號。在兩圖中1. 密封螺栓；2.密封鋼球；3.傳感器座即施壓器鋼體；4.被校準的壓力傳感器； 5.彈體；6.波形調(diào)整墊；7.霍普金森桿；8.光柵；9.激光干涉儀；10.電荷放 大器；ll.波形記錄儀；12.計算機；13.控制氣閥門(連接高壓氣室)；14.發(fā)射管。
五. 具體實施方案
本發(fā)明的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法與校準裝置非限定實施例如
下，其中實施例一 實施例四是關(guān)于校準方法的實施例，實施例五 實施例
八是關(guān)于校準裝置的實施例。
實施例一.壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法 該例的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法，是壓力傳感器加速度靈敏度的
校準方法，該例的校準方法是在對被校準的壓力傳感器施加校準需要的壓力
基礎(chǔ)上，再采用霍普金森桿產(chǎn)生激勵加速度脈沖激勵該壓力傳感器，通過測試 或計量儀器，測得該壓力傳感器的激勵加速度，通過施加系列不同的壓力并采 用霍普金森桿產(chǎn)生對應(yīng)的不同系列激勵加速度脈沖激勵該壓力傳感器，對應(yīng)測 得該壓力傳感器不同系列激勵加速度效應(yīng)，從不同系列的加速度校準效應(yīng)便得 出該被校準的壓力傳感器受壓狀態(tài)下加速度的靈敏度。所述的施加系列不同的 壓力即是施加一系列級次的不同的壓力，如一系列不同級差的壓力、一系列不同 遞次的壓力。所述的霍普金森桿產(chǎn)生對應(yīng)的不同系列激勵加速度脈沖即是對應(yīng) 施加的一系列級次不同的壓力中每一壓力時霍普金森桿產(chǎn)生對應(yīng)的一系列級 次的不同激勵加速度脈沖,在一系列級次不同的激勵加速度脈沖作用下,將使霍 普金森桿產(chǎn)生對應(yīng)的不同系列的激勵加速度脈沖作測試用。該例的校準方法還
有:采用圖1的密封式施壓器和圖2的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置等設(shè)
備實現(xiàn)該例的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法。其一，采用密封式施壓器對 被校準的壓力傳感器施加校準需要的壓力，圖1示出這種密封式施壓器的結(jié)構(gòu)
示意圖，被校準的壓力傳感器4安裝在該密封式施壓器的壓力傳感器座3上，用 氣泵向傳感器座3內(nèi)充校準需要的壓力,如充氣50MPa、 80MPa、 100MPa、
9120MPa等，這是靜態(tài)壓力,由施壓器鋼體3、密封鋼球2、密封螺栓1將其密 封，該密封式施壓器另一端的直徑是25mm，可將傳感器座3 (施壓器鋼體)用 黃油粘在霍普金森桿上。在對被校準的壓力傳感器施加校準需要的該壓力情況 下，再采用霍普金森桿產(chǎn)生系列級次激勵加速度脈沖激勵該壓力傳感器，通過 測試或計量儀器，測得該壓力傳感器對應(yīng)的系列激勵加速度，對應(yīng)測得某壓力 下的該壓力傳感器加速度效應(yīng)。其二，采用圖2所示的壓力傳感器加速度效應(yīng) 的校準裝置繼續(xù)進行校準。在圖2中有傳感器座即施壓器鋼體3、被校準的 壓力傳感器4、彈體5、波形調(diào)整墊6、霍普金森桿7、光柵8、激光干涉儀9、 電荷放大器IO、波形記錄儀ll、計算機12、控制氣閥門(連接高壓氣室)13、 發(fā)射管14。通過連接高壓氣室的控制氣閥門13，使用系列級次不同壓縮氣體(例 如采用0.06Mpa、 0.08Mpa、 0.12MPa的壓縮氣體)在發(fā)射管14中推動彈體5 垂直撞擊霍普金森桿7前端的波形整形器6，使霍普金森桿7中產(chǎn)生系列級次 應(yīng)壓力激勵脈沖，這些系列級次應(yīng)壓力激勵脈沖激勵固連或安裝在該霍普金森 桿7末端面的施加壓力的密封式施壓器上被校準的壓力傳感器4，被系列級次激 勵脈沖激勵的壓力傳感器4獲得對應(yīng)的系列加速運動，經(jīng)測試或計量的激光干 涉儀9通過設(shè)置在密封式施壓器上的光柵8和電荷放大器10,再經(jīng)過波形記錄 儀11測試或計量被校準的壓力傳感器4獲得的對應(yīng)系列加速度，由計算機12 計算得出某壓力下的被校準的壓力傳感器4的加速度效應(yīng)。該例采用的霍普金 森桿7的結(jié)構(gòu)如選擇長度1600mm、直徑25mm的。實驗得知:圖2中彈體5的形 狀和實驗中產(chǎn)生加速度的脈寬及幅值有影響，例如同樣的氣壓下彈體5頭部的 錐度越大，脈寬越寬，加速度幅值越小。還得知如果用同一材質(zhì)的波形調(diào)整 墊6--鋁墊，在同樣的氣壓下鋁墊越軟加速度幅值越低，脈寬越寬。激光干涉 儀9通過設(shè)置在密封式施壓器上的光柵8和電荷放大器10，再經(jīng)過波形記錄儀 11測試或計量被校準的壓力傳感器4獲得的加速度，由計算機12計算得出被 校準的壓力傳感器的加速度效應(yīng)的方法是根據(jù)多普勒效應(yīng)，被校準的壓力傳 感器4運動速度力)與激勵脈沖的多普勒瞬時頻率4^)成正比
(1)式中A為激光波長，0為衍射角；進行變換得速度V(O與多普勒瞬時頻率 A/(/)數(shù)學(xué)關(guān)系為vW=t^4a/W (2) 、m —wj
(2)式中d為光柵常數(shù)，m、 n為衍射級數(shù)，獲得瞬時頻率4/X0，即可求出實時 速度v的，對速度一次微分可得加速度"W;或者，通過光柵位移"(0與速度《)的 關(guān)系式
v(,)4刷 (3)
求出(3)式中的位移d(f)，進行一次、二次微分即可得速度和加速度；而被校 準的壓力傳感器4的壓力是已知的，這樣就求出或得出被校準的壓力傳感器在 受壓狀態(tài)下受激勵的加速度。所述的(l)、 (2)、 (3)式提供出不同參數(shù)情況下 計算壓力傳感器的加速度的不同公式、方法或途徑,均可采用之。還要指出通 過密封式施壓器對被校準的壓力傳感器4施加系列不同的壓力(需要的壓力通 常選擇范圍為50 450Mpa,)并采用霍普金森桿7產(chǎn)生對應(yīng)的不同系列激勵加 速度脈沖(例如選擇5OOO 20000g左右加速度的)激勵該壓力傳感器4，對應(yīng)測 得該壓力傳感器4不同系列激勵加速度效應(yīng)，從該不同系列的加速度校準結(jié)果 或效應(yīng)便得出該被校準的壓力傳感器4加速度的靈敏度。所述的該被校準的壓 力傳感器加速度的靈敏度應(yīng)該從不同系列的加速度校準結(jié)果或效應(yīng)統(tǒng)計中得 出。
實施例二.壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法
該例的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法可采用圖l的密封式施壓器和圖 2的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置等設(shè)備輔助實現(xiàn),該例的壓力傳感器加 速度效應(yīng)的校準方法與實施例一的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法不同點 有1.該例的密封式施壓器內(nèi)充校準需要的壓力,如充氣150MPa、 180MPa、 200MPa、 230MPa等；2.例如采用0.06MPa的壓縮氣體(可以產(chǎn)生5000g左右 的加速度)，在發(fā)射管14中推動彈體5垂直撞擊霍普金森桿7前端的波形整形 器6; 3.波形調(diào)整墊6采用材質(zhì)為銅墊的；4.根據(jù)實施例一中的計算公式(1)計 算該例被校準的壓力傳感器的加速度。該例的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方 法其余未述的，全同于實施例一中所述的，不再重述。
實施例三.壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法
該例的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法可采用圖1的密封式施壓器和圖 2的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置等設(shè)備輔助實現(xiàn)，該例的壓力傳感器加 速度效應(yīng)的校準方法與實施例一、實施例二的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法不同點有l(wèi).該例的密封式施壓器內(nèi)充校準需要的壓力，如充氣250MPa、 270MPa、 300MPa、 320MPa等；2.例如采用0.08MPa的壓縮氣體(可以產(chǎn)生 10000g左右的加速度)，在發(fā)射管14中推動彈體5垂直撞擊霍普金森桿7前端 的波形整形器6; 3.波形調(diào)整墊6采用為聚四氟乙烯墊的；4.根據(jù)實施例一中的 計算公式(2)計算該例被校準的壓力傳感器的加速度。該例的壓力傳感器加速 度效應(yīng)的校準方法其余未述的，全同于實施例一、實施例二中所述的，不再重 述。
實施例四.壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法
該例的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法可采用圖1的密封式施壓器和圖 2的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置等設(shè)備輔助實現(xiàn),該例的壓力傳感器加 速度效應(yīng)的校準方法與實施例一 實施例三的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準 方法不同點有1.該例的密封式施壓器內(nèi)充校準需要的壓力，如充氣350MPa、 380MPa、 400MPa、 430MPa、 450MPa等；2.如采用0.12MPa的壓縮氣體(可 以產(chǎn)生20000g左右的加速度),在發(fā)射管14中推動彈體5垂直撞擊霍普金森桿 7前端的波形整形器6; 3.波形調(diào)整墊6采用材質(zhì)為鋁墊、或銅墊、或聚四氟乙 烯墊的;4.根據(jù)實施例一 中的計算公式(3)計算該例被校準的壓力傳感器的加速 度。該例的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法其余未述的，全同于實施例一 實施例三中所述的，不再重述。
實施例五.壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置
該例的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置由圖1 圖2聯(lián)合示出，圖1示 出密封式施壓器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2示出壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置結(jié) 構(gòu)示意圖。該例的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置，是壓力傳感器加速度靈 敏度的校準裝置，該例的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置由霍普金森桿7以 及霍普金森桿7前端面安裝的波形整形器(也即波形調(diào)整墊6)、霍普金森桿末 端面安裝的密封式施壓器和該密封式施壓器上安裝的被校準的壓力傳感器4、 光柵8等組成。這套校準裝置設(shè)計簡單、結(jié)構(gòu)實用。該例校準裝置的密封式施 壓器的結(jié)構(gòu)由圖1給出該密封式施壓器前端面可與霍普金森桿7末端面形成 平面接觸安裝，如該密封式施壓器一端的直徑是25mm，可將傳感器座3 (施壓 器鋼體)用黃油粘在霍普金森桿7上，其后端為安裝座3并安裝有被校準的壓 力傳感器4，密封式施壓器通過氣壓源(例如用氣泵，采用50MPa、 80MPa、 100MPa、 120MPa等的壓縮氣體,壓力可遞增)向該密封式施壓器內(nèi)充校準需要的壓力，并由施壓器鋼體3 (也即傳感器座)與密封螺栓l、密封鋼球2將其密封，在該密封式施壓器的側(cè)平面安裝有測試用光柵8。該例的霍普金森桿7如選擇長度1600mm、直徑25mm，它的結(jié)構(gòu)是該例的霍普金森桿7前端面安裝有帶波形調(diào)整墊6 (即波形整形器)，該波形調(diào)整墊6是個被撞體，該波形調(diào)整墊的結(jié)構(gòu)可選擇鋁墊材質(zhì)的，它接受在壓縮氣體推動下的彈體5垂直撞擊，該撞擊使霍普金森桿7中產(chǎn)生一應(yīng)壓力激勵脈沖，霍普金森桿7末端面固定或安裝有密封式施壓器及其上的被校準的壓力傳感器4，如彈體5是在發(fā)射管14內(nèi)由壓縮氣體(例如采用0.06Mpa、 0.08Mpa、 0.12MPa的壓縮氣體)推動下發(fā)射的射彈，通過連接高壓氣室的控制氣閥門13，使用系列級次不同壓縮氣體在發(fā)射管14中推動彈體5垂直撞擊霍普金森桿7前端的波形整形器6。該例的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置需要測試或計量的輔助儀器有激光干涉儀9、電荷放大器IO、波形記錄儀ll、計算機12，它們都示在圖2中。所述的這套輔助儀器由激光干涉儀9、電荷放大器10采集測試校準的光電信號，由波形記錄儀ll作測試記錄、由計算機12完成計算或處理，具體計算方法和公式請參見實施例一中的相關(guān)內(nèi)容。通過密封式施壓器對該校準裝置的被校準的壓力傳感器4施加系列不同的壓力(需要的壓力通常選擇范圍是50 450Mpa)并采用霍普金森桿7上產(chǎn)生對應(yīng)的不同系列激勵加速度脈沖(例如選擇5000 20000g左右的加速度)激勵該壓力傳感器4，使用測試或計量的輔助儀器對應(yīng)測得該壓力傳感器不同系列激勵加速度效應(yīng)，從該不同系列的加速度校準結(jié)果或效應(yīng)便得出該被校準的壓力傳感器加速度的靈敏度。所述的該被校準的壓力傳感器加速度的靈敏度應(yīng)該從不同系列的加速度校準結(jié)果或效應(yīng)統(tǒng)計中得出。實施例六.壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置
該例的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置由圖1的密封式施壓器和圖2的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置聯(lián)合示出，該例的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置與實施例五的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置不同點有1.該例的密封式施壓器內(nèi)充校準需要的壓力，如充氣150MPa、 180MPa、200MPa、230MPa等；2.例如采用0.06MPa的壓縮氣體(可以產(chǎn)生5000g左右的加速度)，在發(fā)射管14中推動彈體5垂直撞擊霍普金森桿7前端的波形整形器6; 3.波形調(diào)整墊6采用材質(zhì)為銅墊的；4.可根據(jù)實施例一中的計算公式(1)計算該例被校準的壓力傳感器的加速度。該例的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置其余未述的，全同于實施例五中所述的，不再重述。實施例七.壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置
該例的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置由圖1的密封式施壓器和圖2的
壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置聯(lián)合示出，該例的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置與實施例五、實施例六的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置不同點
有l(wèi).該例的密封式施壓器內(nèi)充校準需要的壓力，如充氣250MPa、 270MPa、300MPa、 320MPa等；2.例如采用0.08MPa的壓縮氣體(可以產(chǎn)生10000g左右的加速度)，在發(fā)射管14中推動彈體5垂直撞擊霍普金森桿7前端的波形整形器6; 3.波形調(diào)整墊6采用為聚四氟乙烯墊的；4.可根據(jù)實施例一中的計算公式(2)計算該例被校準的壓力傳感器的加速度。該例的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置其余未述的，全同于實施例五、實施例六中所述的，不再重述實施例八.壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置
該例的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置由圖1的密封式施壓器和圖2的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置聯(lián)合示出，該例的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置與實施例五 實施例七中的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校裝置不同點有l(wèi).該例的密封式施壓器內(nèi)充校準需要的壓力，如充氣350MPa、 380MPa、400MPa、 430MPa、 450MPa等；2.如采用0.12MPa的壓縮氣體(可以產(chǎn)生20000g左右的加速度)，在發(fā)射管14中推動彈體5垂直撞擊霍普金森桿7前端的波形整形器6; 3.波形調(diào)整墊6采用材質(zhì)為鋁墊、或銅墊、或聚四氟乙烯墊的；4.可根據(jù)實施例一中的計算公式(3)計算該例被校準的壓力傳感器的加速度。該例的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置其余未述的，全同于實施例五 實施例七中所述的，不再重述。
權(quán)利要求
1.一種壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法，是壓力傳感器加速度靈敏度的校準方法，特征在于所述的該壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法是在對被校準的壓力傳感器施加校準需要的壓力基礎(chǔ)上，再采用霍普金森桿產(chǎn)生激勵加速度脈沖激勵該壓力傳感器，通過測試或計量儀器，測得該壓力傳感器的激勵加速度，通過施加系列不同的壓力并采用霍普金森桿產(chǎn)生對應(yīng)的不同系列激勵加速度脈沖激勵該壓力傳感器，對應(yīng)測得該壓力傳感器不同系列激勵加速度效應(yīng)，從該不同系列的加速度校準效應(yīng)便得出該被校準的壓力傳感器受壓狀態(tài)下加速度的靈敏度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法，特征在于所述的該壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法還有:采用密封式施壓器對被校準的壓力傳感器施加校準需要的壓力，被校準的壓力傳感器安裝在該密封式施壓器 的壓力傳感器座上，用氣源向密封式施壓器內(nèi)充校準需要的壓力，由施壓器鋼 體、密封螺栓將其密封，在對被校準的壓力傳感器施加校準需要的某壓力情況 下，再采用霍普金森桿產(chǎn)生系列級次激勵加速度脈沖激勵該壓力傳感器，通過 測試或計量儀器，測得該壓力傳感器對應(yīng)的系列激勵加速度，對應(yīng)測得某壓力下 的該壓力傳感器加速度效應(yīng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法，特征在于所述的該壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法還有:采用系列級次壓縮氣體推動彈體垂直撞擊霍普金森桿前端的波形整形器，使霍普金森桿中產(chǎn)生系列級次應(yīng)壓 力激勵脈沖,這些系列級次應(yīng)壓力激勵脈沖激勵固連或安裝在該霍普金森桿末 端面的施加壓力的密封式施壓器上被校準的壓力傳感器，被系列級次激勵脈沖 激勵的壓力傳感器獲得對應(yīng)的系列加速運動，經(jīng)測試或計量的激光干涉儀通過 設(shè)置在密封式施壓器上的光柵或/和電荷放大器測試或計量被校準的壓力傳感 器獲得對應(yīng)的系列加速度，計算得出某壓力下的被校準的壓力傳感器的加速度效應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法，特征在于所述的經(jīng)測試或計量的激光干涉儀通過設(shè)置在密封式施壓器上的光柵或/和電荷 放大器測試或計量被校準的壓力傳感器獲得的加速度，計算得出被校準的壓力傳感器的加速度效應(yīng)的方法是根據(jù)多普勒效應(yīng)，被校準的壓力傳感器運動速 度v<0與激勵脈沖的多普勒瞬時頻率成正比(1)sin 6(1) 式中A為激光波長，P為衍射角；進行變換得速度v(O與多普勒瞬時頻率 A/(f)數(shù)學(xué)關(guān)系為 r^iA/W (2)(2) 式中d為光柵常數(shù)，m、 n為衍射級數(shù)，獲得瞬時頻率V(O，即可求出實時 速度^)，對速度一次微分可得加速度W);或者，通過光柵位移"(O與速度v(O的 關(guān)系式力)4刷 (3)求出(3)式中的位移d(O,進行一次、二次微分即可得速度和加速度；而被校 準的壓力傳感器的壓力是已知的，這樣就求出或得出被校準的壓力傳感器在受 壓狀態(tài)下受激勵的加速度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2、或3、或4所述的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法， 特征在于通過密封式施壓器對被校準的壓力傳感器施加系列不同的壓力并采 用霍普金森桿產(chǎn)生對應(yīng)的不同系列激勵加速度脈沖激勵該壓力傳感器，對應(yīng)測 得該壓力傳感器不同系列激勵加速度效應(yīng)，從該不同系列的加速度校準結(jié)果或 效應(yīng)便得出該被校準的壓力傳感器加速度的靈敏度。
6. —種壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置，是壓力傳感器加速度靈敏度的校 準裝置，特征在于所述的該壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置由霍普金森桿 以及霍普金森桿前端面安裝的波形整形器、霍普金森桿末端面安裝的密封式施 壓器和該密封式施壓器上安裝的被校準的壓力傳感器、光柵組成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置，特征在于所 述的該校準裝置的密封式施壓器的結(jié)構(gòu)是該密封式施壓器前端面可與霍普金森桿末端面形成平面接觸安裝、其后端為安裝座并安裝有被校準的壓力傳感器、 由氣源向該密封式施壓器內(nèi)充校準需要的壓力并由施壓器鋼體與密封螺栓將其 密封，在該密封式施壓器的側(cè)平面安裝有測試用光柵。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置，特征在于所 述的該校準裝置的霍普金森桿的結(jié)構(gòu)是該霍普金森桿前端面安裝有帶波形調(diào)整墊的波形整形器，該波形調(diào)整墊是接受在壓縮氣體推動下的彈體垂直撞擊并 使霍普金森桿中產(chǎn)生一應(yīng)壓力激勵脈沖的被撞體，霍普金森桿末端面固定或安 裝有密封式施壓器及其上的被校準的壓力傳感器，其中彈體是壓縮氣體推動或 發(fā)射的射彈，在密封式施壓器內(nèi)須密封充有被校準的壓力傳感器校準需要的壓 力。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置，特征在于所 述的該壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置需要測試或計量的輔助儀器有激光 干涉儀、電荷放大器、波形記錄儀、計算機。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7、或8、或9所述的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準裝置，特征在于通過密封式施壓器對該校準裝置的被校準的壓力傳感器施加系列不 同的壓力并采用霍普金森桿產(chǎn)生對應(yīng)的不同系列激勵加速度脈沖激勵該壓力傳 感器，使用測試或計量的輔助儀器對應(yīng)測得該壓力傳感器不同系列激勵加速度 效應(yīng)，從該不同系列的加速度校準結(jié)果或效應(yīng)便得出該被校準的壓力傳感器加 速度的靈敏度。
全文摘要
公開的壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法與校準裝置屬壓力傳感器技術(shù)領(lǐng)域，該校準方法是通過施加系列不同的壓力并采用霍普金森桿產(chǎn)生對應(yīng)的不同系列激勵加速度脈沖激勵該壓力傳感器，通過測試儀器對應(yīng)測得該壓力傳感器不同系列激勵加速度效應(yīng)，從而得出受壓狀態(tài)下加速度的靈敏度；其校準裝置由霍普金森桿以及其桿前端面安裝的波形整形器、末端面安裝的密封式施壓器和該密封式施壓器上安裝的被校準的壓力傳感器、光柵組成；優(yōu)點有這種壓力傳感器加速度效應(yīng)的校準方法與校準裝置開創(chuàng)了在動態(tài)條件、在高幅值壓力、大加速度又不損壞傳感器情況下對壓力傳感器進行校準，解決了該領(lǐng)域的一個技術(shù)難題，本發(fā)明的校準方法和校準裝置值得采用和推廣。
文檔編號G01L25/00GK101598619SQ20091007459
公開日2009年12月9日 申請日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者尤文斌, 瑜 張, 張紅艷, 李新蛾, 杜紅棉, 沈大偉, 燕 王, 靜 祖, 范錦彪, 裴東興, 鴻 靳, 馬鐵華 申請人:中北大學(xué)