[发明专利]基于压电陶瓷的正弦力在线校准装置

说明书

本发明公开了基于压电陶瓷的正弦力在线校准装置，校准装置与被校准传感器一起集成于第一部件和第二部件之间，校准装置包括传力块、标准力传感器、压电叠堆和锁紧机构，传力块、标准传感器和压电叠堆依次叠堆固定，传力块位于被校准传感器和标准传感器之间，锁紧机构锁紧第一部件和第二部件。本发明将校准装置与被校准传感器一起集成在被校准设备上，校准时无需拆卸被校准传感器，可对被校准传感器实施原位在线校准，提高了传感器的校准效率，也在校准时融合了工作环境对被校准传感器性能的影响，提高校准的准确率。

技术领域

本发明涉及在线校准传感器领域，特别是一种能够集成在被校准设备上的基于压电陶瓷的正弦力在线校准装置。

背景技术

正弦压力信号是动态压力校准中最常用的周期类信号，通过它可以非常准确地得到压力传感器的幅度频率特性和相位频率特性。

CN200810240985.X披露了一种基于压电陶瓷技术的动态压力校准器，包括谐振管道，压电叠堆和电压激励电路，电压激励电路包括正弦电压信号发生器、功率放大器和LC谐振电路，LC谐振电路的输出端与压电叠堆相接，压电叠堆置于谐振管道的底部，谐振管道内部充满液体介质，LC谐振电路产生的激励信号作用在压电叠堆上，通过调节信号发生器的频率，改变压电叠堆的振荡频率，使压电叠堆的振荡频率与谐振管道内液体介质的固有频率相等，液体介质产生谐振，在谐振管道顶部内产生正弦压力波，谐振管道顶部开有安装待校准压力传感器的安装孔。这种压力校准器利用液体介质发生谐振提高正弦压力发生器的工作频率和压力幅值。其缺点在于：需要将被校准传感器从设备上拆下，再安装在压力校准器上进行校准，无法实现不拆卸被校准传感器而进行在线校准。这对于被校准传感器是集成在被校准设备的两个部件之间作为连接件的情况（如测量机械手上相邻的机构之间的力的传感器），要拆装被校准传感器非常困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够跟被校准传感器一起集成在被校准设备上，需要校准时可对被校准传感器进行原位、在线校准，非校准时无需从被校准设备上拆卸的基于压电陶瓷的正弦力在线校准装置。

基于压电陶瓷的正弦力在线校准装置，校准装置与被校准传感器一起集成于第一部件和第二部件之间，校准装置包括传力块、标准力传感器、压电叠堆和锁紧机构，传力块、标准传感器和压电叠堆依次叠堆固定，传力块位于被校准传感器和标准传感器之间，锁紧机构锁紧第一部件和第二部件。传力块用以连接被校传感器和标准传感器，并传递标准正弦力。

第一部件和第二部件指由被校准传感器连接的两个相连部件。

进一步，锁紧机构由第一法兰，第二法兰和螺杆螺母组成，第一法兰位于第一部件上，第二法兰位于第二部件上。法兰可以是独立于部件的单独零件，通过紧固件固定在对应的部件上，也可以是法兰和部件一体成型。

校准时，螺杆螺母将第一部件和第二部件预紧在一起，由压电叠堆输出标准正弦力，标准正弦力经标准力传感器后、由传力块传递到被校准传感器，完成对被校准传感器的校准。标准力传感器输出标准正弦力的值。校准完成后，松开锁紧装置的螺杆螺母，使第一部件和第二部件获得相互运动的空间，第一部件和第二部件可以正常工作，被校传感器也可正常对连接的两个部件之间的力值进行测量。

进一步，压电叠堆由第一预紧块、第二预紧块、压电陶瓷片和锁紧螺栓组成，压电陶瓷片有多个，多个压电陶瓷片叠堆设置于第一预紧块和第二预紧块之间，第一预紧块和压电陶瓷片上分别设置允许锁紧螺栓穿过的通孔，第二预紧块上设置与锁紧螺栓啮合的螺孔，所有通孔和螺孔对齐；相邻的压电陶瓷片之间有隔振密封胶，第一个压电陶瓷片和第一预紧块之间有隔振密封胶，最后一个压电陶瓷片和第二预紧块之间有隔振密封胶。

本发明的优点是：