[发明专利]一种宽量程脉冲力校准装置

权利要求书

1.一种宽量程脉冲力校准装置，其特征在于，包括装置基座(1)、导 轨(2)、缓冲机构(3)、落锤提升与释放机构(4)、锤体扶正机构(5)、 大锤体(6)套组与缓冲垫层(7)套组、大量程参考动态力传感器(8)与 砧座(9)、小量程参考动态力传感器(11)与安装砧座(12)、小锤体(14) 套组、高精度标准加速度计(15)；

装置基座(1)用于向安装于其上的部件提供安装位置及平稳支撑；

导轨(2)下端固定安装于装置基座(1)上，上端穿过锤体扶正机构 (5)上的导轨孔，用于保证锤体扶正机构(5)在下落过程中不偏离竖直 方向；

缓冲机构(3)安装于装置基座(1)上，位于导轨(2)的内侧，用于 防止与大锤体(6)分离后的锤体扶正机构(5)继续下落；

落锤提升与释放机构(4)用于克服重力将锤体扶正机构(5)及大锤 体(6)提升并保持在一定高度；

锤体扶正机构(5)用于处于一定高度的时候在水平与竖直方向上固位 大锤体(6)；

大锤体(6)安装于锤体扶正机构(5)上，用于通过自由下落提供脉 冲力，以及为安装砧座(12)和高精度标准加速度计(15)提供安装位置 及支撑；

缓冲垫层(7)用于与大锤体(6)相配合，安装于其下端，在其发生 碰撞时提供缓冲力，避免其受损；

砧座(9)安装于装置基座(1)上，用于为大量程参考动态力传感器 (8)提供支撑；

大量程参考动态力传感器(8)用于为校准大力值传感器提供标准值；

高精度标准加速度计(15)安装于装置基座(1)或大锤体(6)上， 用于为锤体的加速度测量提供标准值；

安装砧座(12)安装于大锤体(6)上，用于为小量程参考动态力传感 器(11)提供安装位置及支撑；

小量程参考动态力传感器(11)用于为校准小力值传感器提供标准值；

小锤体(14)在所述装置使用时安装于被校小量程力传感器上，用于 通过自由下落提供小力值脉冲力；

大锤体(6)套组由N个不同材料相同结构尺寸的大锤体(6)组成，N 为大于或等于1的整数，用于在所述装置使用时通过选用不同的大锤体(6) 提供不同大小的大幅值脉冲力；

缓冲垫层(7)套组由M个厚度不同的缓冲垫层(7)组成，M为大于 或等于1的整数，用于在所述装置使用时通过选用不同厚度的缓冲垫层(7) 提供不同脉宽的脉冲力；

小锤体(14)套组由K个不同质量的小锤体(14)组成，K为大于或 等于1的整数，用于在所述装置使用时通过选用不同的小锤体(14)提供 不同大小的小幅值脉冲力；

所述大量程参考动态力传感器(8)在所述装置使用时通过砧座(9) 安装在装置基座(1)上，敏感面朝上，被校大量程力传感器(10)敏感面 朝下与大量程参考动态力传感器(8)面对面固定安装；

所述小量程参考动态力传感器(11)在所述装置使用时通过安装砧座 (12)安装到大锤体(6)上端面中间，敏感面朝上，被校小量程力传感器 (13)敏感面朝下与小量程参考动态力传感器(11)面对面固定安装，小 锤体(14)固定安装在被校小量程力传感器安装面上；

在使用所述装置进行大量程力传感器校准时，高精度标准加速度计 (15)安装在装置基座(1)上，而在进行小量程力传感器校准时，高精度 标准加速度计(15)安装在大锤体(6)上端面；

工作过程：

落锤提升与释放机构(4)沿导轨(2)提升锤体扶正机构(5)和大锤 体(6)，根据需要抱住或释放，提升的高度可通过光栅线位移测量系统进 行测量；锤体扶正机构(5)连同大锤体(6)被释放时，扶正机构(5)沿 所述导轨(2)与所述大锤体(6)一同自由下落，自由下落的大锤体(6) 通过缓冲垫层(7)与被校大量程力传感器(10)发生碰撞，此时扶正机构 (5)与大锤体(6)脱离并继续下落，锤体撞击过程中产生类似半正弦加 速度，并施加脉冲力于被校大量程力传感器(10)受力面上；

所述大量程参考动态力传感器(8)力值输出减去惯性力误差修正值后 作为被校大量程力传感器(10)的脉冲力输入，惯性力误差修正值为有效 惯性质量乘以高精度加速度计(15)测量到的加速度，有效惯性质量为大 量程参考动态力传感器(8)有效惯性质量、安装夹件质量与被校大量程力 传感器(10)有效惯性质量之和；

所述小量程参考动态力传感器(11)力值输出减去惯性力误差修正值 后作为被校小量程力传感器(13)的脉冲力输入，惯性力误差修正值为有 效惯性质量乘以高精度加速度计(15)测量到的加速度，有效惯性质量为 小量程参考动态力传感器(11)有效惯性质量、安装夹件质量与被校小量 程力传感器(13)有效惯性质量之和。