[发明专利]手持式薄膜力敏电阻传感器标定装置及方法

说明书

一种手持式薄膜力敏电阻传感器标定装置及方法，包括：底座和与之转动连接的横梁，横梁的一端与底座的一端之间设有内置待测薄膜力敏电阻传感器的夹紧座和高精度力传感器，另一端通过滚花高头螺钉与底座的另一端相连以构成钳式结构。本发明采用钳式结构，适合手持操作，能够方便高效地对薄膜力敏电阻传感器进行标定。并且通过更换夹紧座使得该标定装置能够探究剪切力和挠度对于薄膜力敏电阻传感器标定的影响。

技术领域

本发明涉及的是一种传感器检测领域的技术，具体是一种手持式薄膜力敏电阻传感器标定装置。

背景技术

近年来，薄膜力敏电阻传感器凭借其体积小、质量轻和柔韧性好的特点广泛被应用于生物力学测量领域。基于薄膜力敏电阻传感器的足底压力鞋垫长期监测下肢患者的步态数据，对于科学指导患者康复具有重要的意义。薄膜力敏电阻传感器长期使用过程中，需要定期标定维护以保证其正常工作。

薄膜力敏电阻传感器标定具有以下两方面要求：1)标定台产生的力充分且均匀地施加在薄膜力敏电阻传感器的敏感单元上，这就要求标定台的施力面与传感器敏感单元形状一致，且两者同轴心；2)薄膜力敏电阻传感器具有黏弹特性，加载之前需要对薄膜力敏电阻传感器充分卸载并静置一段时间，因此要求标定台的结构适合反复加载和卸载。

现有技术中用于薄膜力敏电阻传感器标定的方案是标准砝码或气、液压加载。标准砝码方案无论是向上堆叠式还是悬挂式都难以保证施力方向垂直于薄膜力敏电阻传感器的敏感单元，敏感单元受力不均匀而导致膜力敏电阻传感器重复性差。气、液压标定方案虽然能保证受力均匀性，但因其设备庞大和仪器操作难度较高，标定效率低下。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种手持式薄膜力敏电阻传感器标定装置及方法，采用钳式结构，适合手持操作，能够方便高效地对薄膜力敏电阻传感器进行标定。并且通过更换夹紧座使得该标定装置能够探究剪切力和挠度对于薄膜力敏电阻传感器标定的影响。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种手持式薄膜力敏电阻传感器标定装置，包括：底座和与之转动连接的横梁，横梁的一端与底座的一端之间设有内置待测薄膜力敏电阻传感器的夹紧座和高精度力传感器，另一端通过滚花高头螺钉与底座的另一端相连以构成钳式结构。

所述的转动连接，通过设置于底座和横梁的中部的双头螺柱和法兰面锁紧螺母实现。

所述的夹紧座与横梁的一端通过法兰面锁紧螺母和沉头螺钉实现连接，具体为：横梁的一端设有凹槽，所述的夹紧座上部分插入该凹槽中并通过沉头螺钉和法兰面锁紧螺母固定，夹紧座上部分绕螺钉旋转以调整夹紧力施力方向。

所述的夹紧座为垂直夹紧座、倾斜夹紧座或曲面夹紧座，分别工作在垂直力标定实验、探究剪切力对标定试验的影响实验、探究挠度对标定实验的影响实验三个不同场景下，夹紧座下表面与高精度力传感器相接触并通过双头螺柱固定，两者同轴且无相对运动。

所述的夹紧座包括上半台、相对设置的下半台以及设置于其间的薄膜力敏电阻传感器。

所述的垂直夹紧座的上半台的底面设有用于避免横向力干扰的球头。

所述的夹紧座中间设有两片硅胶垫片用于覆盖待标定的薄膜力敏电阻单元，该硅胶垫片形状与薄膜力敏电阻单元形状匹配且面积略大于薄膜力敏电阻单元。

所述的高精度力传感器与底座通过沉头螺钉固定连接。

所述的高精度力传感器为：S型电阻应变式高精度力传感器，综合误差小于千分之一。