[发明专利]一种力传感器动态灵敏度的测量方法

说明书

本发明为一种力传感器动态灵敏度的测量方法，其特征在于：所述测量方法使用的测量装置包括连接件、力传感器、标准冲击加速度传感器和冲击加速度测量装置，所述的连接件采用结构相同质量不等的两个连接件；所述的测量方法为：采用质量为M1的连接件将力传感器与标准冲击加速度传感器连接成一体再安装在冲击加速度测量装置上，并进行测量信号通道连接，然后利用多次调整冲击加速度测量装置产生的不同冲击力，测量获得多次力传感器的冲击加速度灵敏度S1，并计算平均值S1'，接着将更换为质量为M2的连接件以相同方式获得力传感器的冲击加速度灵敏度平均值S2'，最后通过公式计算获得力传感器的动态灵敏度S。

技术领域

本发明涉及一种力传感器灵敏度的测量方法，特别是公开一种力传感器动态灵敏度的测量方法，适用于计量检测行业对力传感器的动态灵敏度实施校准。

背景技术

力传感器是动荷测量、机械动力特性研究和动强度分析中必不可少的设备。随着生产和科技的进步, 人们对于力传感器的各种性能更加关注, 特别是动态性能，其中动态灵敏度及其频响特性是最重要的参数。因此对于力传感器及其测量系统必须进行复校准以检验系统的线性度和准确性。

而目前力传感器的专用动态测量装置就比较少有。在“汪凤泉，许秀芝. 动态力传感器校准的两次配重消去法[J]. 计量学报， 1990(4)：304-310.”的论文及专利申请“CN106595952A，一种力传感器灵敏度动态标定方法与标定装置”公开的文件中均提到了采用振动激励配合配重法测量动态力传感器的灵敏度。

采用这种方法有几个缺陷：1、由于振动激励的加速度范围有限，通常为几十个重力加速度；力值范围有限，通常小于1000牛顿，如上述论文，其最大配重质量100g，加速度24.91m/s2，力值不到3N，如上述专利申请的实例描述，其测量范围更是仅仅为10N～1000N中；因此采用振动激励测量动态力传感器只能测量有限的力值范围内的灵敏度。继续提高振动激励的加速度范围和力值范围虽然能进一步提升测量的动态力范围，但提升有限且成本巨大。而实际上常见的动态力传感器普遍在2000牛顿以上，如常见的PCB公司通用的动态力传感器，208C03型最大力值2224N；208C04型最大力值4500N，208C05型最大力值为22000N；KISTLER公司的9712B5000型最大力值5000N。此外超过100个重力加速度的振动激励会产生非常大的噪声，工作环境不适宜工作人员开展工作。2、由于力传感器与振动系统的需要多次连接，每次连接造成的耦合质量不一致会导致计算多次测量的中m包含的的附加质量△m不一致，使得测量精度受限。

目前冲击加速度标准装置主要用于测量冲击测量仪和冲击加速度传感器。通常冲击加速度标准装置的最大冲击加速度可以达到10000个重力加速度，对于100克质量的物体激励，可以实现10000N的激励。但尚没有用于对力传感器动态灵敏度进行测量的装置或相应的方法。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的缺陷，设计一种力传感器动态灵敏度的测量方法，利用冲击加速度标准装置测量力传感器动态灵敏度，减少测量力传感器动态灵敏度研制专用设备投入的成本，提升测量精度，扩大测量范围。

本发明是这样实现的：一种力传感器动态灵敏度的测量方法，其特征在于：所述测量方法使用的测量装置包括冲击加速度标准装置、连接件和力传感器，所述的冲击加速度标准装置包括标准冲击加速度传感器和冲击加速度测量装置，所述的连接件采用质量不等的两个连接件。所述的连接件为十字形结构或T字形结构，在采用十字形结构的连接件时，十字形结构的竖向两侧用于连接的部位上分别设有与标准冲击加速度传感器上的内螺纹孔及力传感器上的内螺纹孔相匹配的外螺纹，在采用T字形结构的连接件时，T字形结构的竖向用于连接的部位上设有与标准冲击加速度传感器上的内螺纹孔相匹配的外螺纹，横向平面端则通过胶黏方式与力传感器相互固定。

所述测量方法的具体步骤如下：