一種大型試驗(yàn)設(shè)備多維力傳感器的在線校準(zhǔn)裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種大型試驗(yàn)設(shè)備的多維力傳感器的在線校準(zhǔn)裝置，可以在不拆下多維力傳感器的情況下，對(duì)其進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)在線標(biāo)定和校準(zhǔn)。校準(zhǔn)裝置主要包括縱向安裝結(jié)構(gòu)、側(cè)向安裝結(jié)構(gòu)和傳力球體結(jié)構(gòu)。其中縱向安裝結(jié)構(gòu)和側(cè)向安裝結(jié)構(gòu)均是利用傳感器底座自帶的螺孔進(jìn)行安裝固定，縱向安裝結(jié)構(gòu)和側(cè)向安裝結(jié)構(gòu)均作為安裝標(biāo)準(zhǔn)力源加載裝置的載體，需保證所加載的標(biāo)準(zhǔn)力源穩(wěn)定、方向精準(zhǔn)；為保證傳感器受到的標(biāo)準(zhǔn)力源更加準(zhǔn)確，采用傳力球體結(jié)構(gòu)將力加載裝置輸出的標(biāo)準(zhǔn)力源傳遞到傳感器上，有效的避免了傳感器單向受力時(shí)的力耦合問題。通過比較多維力傳感器系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)力源系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)即可實(shí)現(xiàn)傳感器的在線校準(zhǔn)。
【專利說明】
一種大型試驗(yàn)設(shè)備多維力傳感器的在線校準(zhǔn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種大型試驗(yàn)設(shè)備多維力傳感器的在線校準(zhǔn)裝置，通過機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將標(biāo)準(zhǔn)力傳遞到被校傳感器的各個(gè)受力軸線上，比較標(biāo)準(zhǔn)傳感器與被校傳感器的輸出數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)傳感器的在線校準(zhǔn)。
技術(shù)背景
[0002]隨著中國(guó)科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，含有多維力傳感器的大型試驗(yàn)設(shè)備越來越廣泛的運(yùn)用到了各行各業(yè)，目前大多數(shù)這類傳感器要么拆下送往檢定中心進(jìn)行校準(zhǔn)，要么一直不進(jìn)行校準(zhǔn)或檢定，但多維力傳感器作為設(shè)備使用過程中的關(guān)鍵部分，必須要保證準(zhǔn)確無誤，而大型試驗(yàn)設(shè)備的特點(diǎn)大多是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各類傳感器安裝定位精度要求非常高，為保證設(shè)備系統(tǒng)的系統(tǒng)特性固定不變，傳感器在一次安裝后不宜輕易地重新進(jìn)行拆裝，因此為了更好地反映出設(shè)備系統(tǒng)測(cè)量的準(zhǔn)確度，就必須對(duì)其采用在線校準(zhǔn)的方法，確保相關(guān)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明是一種大型試驗(yàn)設(shè)備多維力傳感器的在線校準(zhǔn)裝置，主要是一種通過利用現(xiàn)有的條件，實(shí)現(xiàn)傳感器標(biāo)準(zhǔn)過程中的精確加載，通過機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將標(biāo)準(zhǔn)力傳遞到被校傳感器的各個(gè)受力軸線上，比較標(biāo)準(zhǔn)傳感器與被校傳感器的輸出數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)傳感器的在線校準(zhǔn)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種大型試驗(yàn)設(shè)備的多維力傳感器的在線校準(zhǔn)裝置，包括:包括:縱向安裝結(jié)構(gòu)、側(cè)向安裝結(jié)構(gòu)和傳力球體結(jié)構(gòu)；
所述縱向安裝結(jié)構(gòu)包括縱向受力安裝桿和縱向安裝板，縱向受力安裝桿，安裝在傳感器底座正面的螺孔上，用于安裝固定縱向安裝板;縱向安裝板，與縱向受力安裝桿連接固定，在傳感器縱向加載過程中，用于安裝固定縱向標(biāo)準(zhǔn)力源加載裝置；
所述側(cè)向安裝結(jié)構(gòu)，安裝在傳感器底座側(cè)面的螺孔上，在傳感器側(cè)向加載過程中，用于安裝固定側(cè)向標(biāo)準(zhǔn)力源加載裝置;所述傳力球體結(jié)構(gòu)，在對(duì)傳感器的各個(gè)方向加載過程中，將標(biāo)準(zhǔn)力源傳遞到傳感器上。
[0005]上述側(cè)向安裝結(jié)構(gòu)的側(cè)向指Y向、Z向、Rx向；縱縱向安裝結(jié)構(gòu)的縱向指X向、Ry向、Rz向；傳力球體結(jié)構(gòu)，在對(duì)傳感器的各個(gè)方向加載過程中，將標(biāo)準(zhǔn)力源更精確的傳遞到傳感器上。
[0006]進(jìn)一步，所述側(cè)向安裝結(jié)構(gòu)與傳感器底座的接觸面和加載裝置的安裝面具有相對(duì)的平面度和平行度，以保證施力方向的精確。
[0007]優(yōu)選的，所述縱向受力安裝桿共四件，要求等高、前端面有一段等長(zhǎng)的細(xì)牙螺桿，后端面為高精度平面，中段有扳手施力卡槽。
[0008]進(jìn)一步，所述縱向安裝板可以安裝固定在四件縱向受力安裝桿上，具有相對(duì)的強(qiáng)度、平面度和平行度，并設(shè)有三組標(biāo)準(zhǔn)力源加載裝置的安裝接口。
[0009]本發(fā)明采用傳力球體結(jié)構(gòu)將力加載裝置輸出的標(biāo)準(zhǔn)力源傳遞到傳感器上，因一般傳感器底座和傳感器端面均為高精度的平面，可作為參考基準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量，利用畫線法確定傳感器上的受力位置，再將傳力球體結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確的放到該位置上后，用膠水將其固定，這樣就可以保證標(biāo)準(zhǔn)力源作用在傳感器上時(shí)是點(diǎn)受力，而非面受力，保證了施力的準(zhǔn)確性，有效的避免了傳感器單向受力時(shí)的力耦合問題。以此來解決大型試驗(yàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、其傳感器安裝定位精度要求非常高而不宜輕易地重新進(jìn)行拆裝的在線校準(zhǔn)難的問題，并保證相關(guān)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。
[0010]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
1)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)施容易，可靠性和可重復(fù)性高，使用成本低，使用方便，但對(duì)部分部件的加工、安裝精度要求較高；
2)本發(fā)明立足現(xiàn)有的條件，高效的解決復(fù)雜設(shè)備的多維力傳感器在線校準(zhǔn)難的問題，有效的實(shí)現(xiàn)了傳感器的校準(zhǔn)，效果明顯；
3)本發(fā)明可以長(zhǎng)期保存、狀態(tài)穩(wěn)定，可以用于多維力傳感器在線校準(zhǔn)，也可以參與進(jìn)行試驗(yàn)故障排查；
4)本發(fā)明使用效果良好，適用所有類似的帶有多維力傳感器的大型試驗(yàn)設(shè)備在線校準(zhǔn)，使用范圍廣，成本節(jié)約明顯。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的大型試驗(yàn)設(shè)備的多維力傳感器的在線校準(zhǔn)裝置圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例的傳力球體結(jié)構(gòu)放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]在本發(fā)明實(shí)施例的大型試驗(yàn)設(shè)備的多維力傳感器的在線校準(zhǔn)裝置如圖1所示，圖中:側(cè)向安裝結(jié)構(gòu)11、縱向受力安裝桿21，縱向安裝板31、傳力球體結(jié)構(gòu)4，標(biāo)準(zhǔn)力源加載裝置5，產(chǎn)品法蘭6。
[0013]所述大型試驗(yàn)設(shè)備的多維力傳感器的在線校準(zhǔn)裝置，具有一套側(cè)向安裝結(jié)構(gòu)11，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、具有較高的強(qiáng)度，可以利用傳感器底座上的螺孔將其固定，可以安裝固定標(biāo)準(zhǔn)力源加載裝置5，該結(jié)構(gòu)與傳感器底座的接觸面和加載裝置的安裝面具有很高的平面度和平行度，以保證施力方向的精確。
[0014]在本實(shí)例中，所述裝置具有一套縱向安裝結(jié)構(gòu)，由縱向受力安裝桿21和縱向安裝板31組成。其中，縱向受力安裝桿21共四件，要求等高、前端面有一段等長(zhǎng)的細(xì)牙螺桿、后端面為高精度平面、中段有扳手施力面，可以直接安裝在傳感器底座上，而不能接觸到傳感器端面及安裝在傳感器正面的其他結(jié)構(gòu)。
[0015]本實(shí)例中，所述裝置具有一件縱向安裝板31，與縱向受力安裝桿21—起被稱為縱向安裝結(jié)構(gòu)。其中，縱向安裝板31可以安裝固定在四件縱向受力安裝桿21上，具有較高的強(qiáng)度、平面度和平行度，并設(shè)有三組標(biāo)準(zhǔn)力源加載裝置的安裝接口。同時(shí)，通過四件縱向桿的調(diào)整可以調(diào)節(jié)安裝板與傳感器端面的平行度，以保證施力方向的精確。
[0016]本實(shí)例中，所述裝置具有一套傳力球體結(jié)構(gòu)4，它直接與傳感器端面接觸，是保證標(biāo)準(zhǔn)力源精確加載到傳感器上的重要部件，其結(jié)構(gòu)由球座3、高硬度鋼球1、蓋板2依次連接組成。該結(jié)構(gòu)具有以下幾個(gè)特點(diǎn):
(1)通過球座3和蓋板2約束住鋼球，使其在球座3內(nèi)即是活動(dòng)的又不易掉落；
(2)球座3是解決將鋼球固定在傳感器端面上的關(guān)鍵，其外圓端面有較高的精度，實(shí)際測(cè)試過程中，通過利用傳感器端面作為基準(zhǔn)面，在傳感器上測(cè)量出所需加力的位置，并用畫線法進(jìn)行精確標(biāo)記，再將傳力球體結(jié)構(gòu)4精確的放到標(biāo)記位置上并用膠水固定；
(3)通過精確定位并已經(jīng)固定在傳感器上的球座3中高硬度鋼球I將標(biāo)準(zhǔn)力源精確的傳遞到傳感器上，使傳感器受到的標(biāo)準(zhǔn)力是點(diǎn)受力，而非面受力，保證了施力的準(zhǔn)確性，有效的避免了傳感器單向受力時(shí)的力耦合問題。
[0017]在實(shí)際使用過程中，針對(duì)不同的傳感器，所述裝置的結(jié)構(gòu)尺寸會(huì)有不同，但必須保證安裝標(biāo)準(zhǔn)力源加載裝置5的端面與傳感器端面的高平行度、關(guān)鍵面的高平面度以及傳力球的定位精度等精度要求，同時(shí)該裝置的側(cè)向安裝結(jié)構(gòu)11和縱向安裝結(jié)構(gòu)既可以同時(shí)安裝到傳感器底座上，對(duì)多方向進(jìn)行同時(shí)加載校準(zhǔn)，也可以分別單獨(dú)安裝到傳感器底座上，對(duì)單方向加載校準(zhǔn)。但須保證裝置的所有部件不能與傳感器端面及安裝在傳感器正面的其他結(jié)構(gòu)有接觸，防止對(duì)傳感器的加載過程造成干擾影響。產(chǎn)品法蘭6安裝在傳感器端面，不可拆下。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大型試驗(yàn)設(shè)備的多維力傳感器的在線校準(zhǔn)裝置，其特征在于，包括:縱向安裝結(jié)構(gòu)、側(cè)向安裝結(jié)構(gòu)和傳力球體結(jié)構(gòu)； 所述縱向安裝結(jié)構(gòu)包括縱向受力安裝桿和縱向安裝板，縱向受力安裝桿，安裝在傳感器底座正面的螺孔上，用于安裝固定縱向安裝板;縱向安裝板，與縱向受力安裝桿連接固定，在傳感器縱向加載過程中，用于安裝固定縱向標(biāo)準(zhǔn)力源加載裝置； 所述側(cè)向安裝結(jié)構(gòu)，安裝在傳感器底座側(cè)面的螺孔上，在傳感器側(cè)向加載過程中，用于安裝固定側(cè)向標(biāo)準(zhǔn)力源加載裝置;所述傳力球體結(jié)構(gòu)，在對(duì)傳感器的各個(gè)方向加載過程中，將標(biāo)準(zhǔn)力源傳遞到傳感器上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述大型試驗(yàn)設(shè)備的多維力傳感器的在線校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述側(cè)向安裝結(jié)構(gòu)與傳感器底座的接觸面和加載裝置的安裝面具有相對(duì)的平面度和平行度，以保證施力方向的精確。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述大型試驗(yàn)設(shè)備的多維力傳感器的在線校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述縱向受力安裝桿共四件，要求等高、前端面有一段等長(zhǎng)的細(xì)牙螺桿，后端面為高精度平面，中段有扳手施力卡槽。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述大型試驗(yàn)設(shè)備的多維力傳感器的在線校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述縱向安裝板可以安裝固定在四件縱向受力安裝桿上，具有相對(duì)的強(qiáng)度、平面度和平行度，并設(shè)有三組標(biāo)準(zhǔn)力源加載裝置的安裝接口。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述大型試驗(yàn)設(shè)備的多維力傳感器的在線校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述傳力球體結(jié)構(gòu)直接與傳感器端面接觸，其結(jié)構(gòu)由球座、鋼球、蓋板組成;通過球座和蓋板約束住鋼球，使其在球座內(nèi)即是活動(dòng)且又不易掉落。
【文檔編號(hào)】G01L25/00GK106052955SQ201610571147
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月20日
【發(fā)明人】趙桂甲, 李洪波, 蘇瑜
【申請(qǐng)人】上海宇航系統(tǒng)工程研究所