[发明专利]一种动态力的校准方法

说明书

一种动态力的校准方法，属于传感器校准领域，本发明为了提供了一种在较低的控制频率下，可以实现更大的动态力的校准方法。本发明方法为：采集动态力校准装置通过M1等级标准砝码质量和不确定度0.5%加速度计的实测值的合成实现动态力校准装置的标定；利用绝对计量法，在电液伺服控制的稳态正弦力源上，通过采用M1等级不同质量的标准砝码和不确定度0.5%参考加速度计对由参考动态力传感器和数据采集处理单元组成的动态力测量仪进行标定，来实现动态力的校准；采集到的信号输出给控制系统；采集到的信号同时被放大处理后输出给计算机，计算机对采集到的信号进行处理，并通过控制系统给动态力校准装置的作动器下达液压信号控制指令。

技术领域

本发明涉及一种校准方法，属于传感器校准领域。

背景技术

国内外通行的传感器的动态响应特性的校准方式有两种：一种为正弦应变波，另一种为阶跃应变波。另外，中国计量科学研究院还开展了脉冲式力源的校准技术研究。

脉冲式力源：由中国计量科学研究院等单位研制的“100吨冲击力校准装置系统”,即基于脉冲式力源。落锤自高处下落冲击力传感器,给力传感器输入一个类半正弦脉冲力信号,通过安装于落锤之上的加速度传感器测量落锤的冲击加速度,再结合落锤的质量由牛顿第二定律得到该冲击力值。

阶跃式力源：100kN力传感器动态校准机系统由液压系统驱动，使校准机对被标传感器加力到一定力值。通过切断脆性试件使加在被标力传感器上的力在瞬时释放，以在被标力传感器上形成斜坡负阶跃力，传感器的响应被波形记录采集后送入计算机分析处理，得到该传感器的频率特性曲线。采用高纯度的SiC陶瓷作为脆性材料,经测试其断裂时间在220μs。研制大力值宽频带的标准动态力发生装置具有重要的意义,由浙江大学最新研制成功的“1200kN标准负阶跃力源系统”具有很大的代表性。

由电动振动台产生的稳态正弦力源：德国PTB实验室中的电动振动台力源是一种典型的稳态正弦激振力源。信号分析仪中信号源产生一定频率的正弦周期信号,经功率放大器推动电磁振动台工作,振动台台面上安装着待标力传感器,力传感器上连着负载质量块,负载质量块上安装着测量其加速度大小的加速度计,则力传感器上感受到力的大小。系统的可信分析频率范围为20Hz～1kHz，最大力值为10kN。

航空三○四所也通过振动台力源做了大量的动态力校准技术的研究，其力源是由电动振动台产生的向上的推力，最大力值为10kN。而坦克装甲车辆材料疲劳试验台的稳态正弦力源是由电液伺服系统产生的向上的拉力，力源的力值范围、频率范围、力的方向和控制方式都是不同的。

发明内容

本发明目的是为了提供了一种在较低的控制频率下，可以实现更大的动态力的校准方法。

本发明所述一种动态力的校准方法，该方法为：采集动态力校准装置的参考加速度计的信号，通过M1等级标准砝码质量和不确定度0.5％(k＝2)加速度计的实测值的合成实现动态力校准装置的标定，其中动态力校准装置的动态力测量范围：1～100kN，频率范围：0～100Hz，不确定度：1％(k＝2)；

利用绝对计量法，在电液伺服控制的稳态正弦力源上，通过采用M1等级不同质量的标准砝码和不确定度0.5％(k＝2)的参考加速度计对由参考动态力传感器和数据采集处理单元组成的动态力测量仪进行标定，来实现动态力的校准；

采集到的信号输出给控制系统；采集到的信号同时被放大处理后输出给计算机，计算机对采集到的信号进行处理，并通过控制系统给动态力校准装置的作动器下达液压信号控制指令。

本发明的优点：

1、本发明所述一种动态力的校准方法兼顾动态力校准装置的稳定性和准确性。