[发明专利]微小脉动压力发生器

说明书

技术领域

本发明属于动态压力校准技术，涉及一种微小脉动压力发生器。

背景技术

微压传感器动态特性一般比更高量程的传感器差，如同类型的压阻 式微压传感器的频响(谐振频率)都要比更高量程的传感器要低很多，而 国内现在对微压传感器的动态校准还缺乏有效的手段，对用于动态测试 的微压传感器的研制与使用都形成了一个制约因素。而且在航空航天一 些领域，提出要求模拟出负压测量环境(平均压力低于大气压)以及产生 微幅值、高精度的脉动压力。因此研究出一种微压脉动的高精度的正弦 压力校准装置是非常有价值和必要的。

动态压力系统的动态特性研究以及测量系统的校准方法研究已有 一定的历史，美国和前苏联在二十世纪五十年代开始研究压力动态校准 的理论和方法，提出了动态测量的计量保障问题，到七十年代后动态校 准技术已引起科技界和工业部门的重视，产生了很多动态压力校准装置 及相应的动态压力校准方法。国内304所相继研制了激波管、中频正弦 信号发生器等校准标准，重点解决了压力传感器的室内动态校准问题， 但压力范围为(0～2)Mpa，幅值不确定度为5％，脉动幅值都比较高， 且不能模拟出负压测量的环境，不能很好的实现对航空发动机进气畸变 压力等微小脉动幅值压力测量系统的动态校准，目前主要通过引进国外 高频压力传感器与静态校准来简单保证，实际上并不能确定该系统的实 际测量精度。国外近几年在发动机动态压力校准专用标准研制方面早已 有一定进展，有报道俄罗斯CIAM实验基地已研制成功可用于现场发动 机压力测量通道过渡特性校准的узсд专用设备，可以模拟发动机过 渡态压力变化的实际情况，对测量系统进行现场校准，但国内还未见到 类似的专用动态压力校准装置。

航空发动机试验中模拟压力畸变的装置有多种，如模拟网、模拟板、 插板扰流器和射流畸变发生器等，但在国内还缺乏对压力畸变进行测试 的压力传感器进行动态校准的方法和装置。

常见的商用活塞式微小脉动压力校准器由电机带动凸轮，驱动两个 活塞在小腔体内产生正弦微小脉动压力并耦合到传声器实现传声器的 校准。主要用于工作级传声器的校准。产生的微小脉动压力大小取决于 凸轮的几何尺寸，精度较低。其频率比较单一(250Hz或者1KHz)，微 小脉动压力级通常为124dB，不确定度为0.2dB，其频率范围不能覆盖 次声。

发明内容

本发明的目的是提供一种能覆盖1Hz～500Hz次声微小脉动压力发 生器。本发明的技术方案是，微小脉动压力发生器包括封闭的腔体、活 塞、振动台、隔振台和调节弹簧，腔体为正圆柱腔体，腔体的直径与腔 体的长度相等；活塞置于腔体与振动台之间并固定在振动台上；振动台 的两端各设置一个隔振台，腔体安装在隔振台上，并通过调节弹簧调节 与活塞之间的同轴度。

所述的腔体为正圆柱形，腔体的直径与长度相等，腔体的侧壁中央 设有安装待校准传声器的安装孔，安装孔与待校准传声器之间通过O型 圈密封。

所述的活塞为圆形，活塞的运动方向与腔体的轴向方向相同。

本发明具有的优点和有益效果，

1、通过合理的设计腔体和活塞，减小了热传导、压力泄漏、粘滞 等影响因素对获得微小脉动压力幅值的影响。

2、能连续获得1Hz～500Hz范围内的微小脉动压力。

3、使用调节弹簧减小了活塞和腔体之间的摩擦力，减小了获得微 小脉动压力的失真。

4、通过考虑了热传导、压力泄漏、粘滞等影响的理论公式计算获 得传感器所感受到的微小脉动压力，保证了校准的精确性。

5、本发明也能在一定范围内对传声器进行灵敏度与频响的校准。

本发明通过活塞在密闭的空腔内的运动获得模拟的微小脉动压力， 并把该微小脉动压力耦合到传感器的膜片上，使传感器的微小脉动压力 灵敏度响应能够直接与膜片感受的微小脉动压力变化相关，实现传感器 微小脉动压力校准。

利用振动台产生低频振动，带动活塞在密闭腔体内作正弦振动，产 生用于传感器校准用的正弦变化的微小脉动压力。将该微小脉动压力耦 合到传感器上，利用传感器的输出和补偿后的理论计算公式计算得到的 所产生的微小脉动压力值，就可以计算出传感器的灵敏度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式