[发明专利]用于高温应变传感器静态性能标定装置及标定方法

说明书

本发明用于高温应变传感器静态性能标定装置及标定方法属于高温应变测试技术领域，涉及一种用于高温应变传感器静态性能标定装置及标定方法。该标定装置由高温炉、加载测量系统组成，其中高温炉由加热和保温单元、夹持单元及温控单元组成，加载测量系统由加载单元和测量单元组成。标定方法采用高温应变传感器静态性能标定装置进行标定，先安装夹持系统，再安装标定梁、加载测量系统，最后，对高温传感器灵敏度系数、高温传感器漂移率进行标定。方法具有操作简单，测试精度高、重复性好、温度变化范围大、实验结果可靠的特点，为高温下静态标定电阻应变传感器的性能参数提供了有效的实验平台。

技术领域

本发明属于高温应变测试技术领域，涉及一种用于高温应变传感器静态性能标定装置及标定方法。

背景技术

国内航空技术正处于高速发展阶段，航空发动机作为航天器的核心部件，大多数采用的是涡轮发动机，而叶片作为发动机主要构成部分，在运行过程中将会受到高温、高振动、热应力、强气流等综合作用，随着使用时间的增长，叶片容易损坏，使发动机出现故障。因此，需要对高温等恶劣环境下工作的叶片进行应变监测。

现阶段采用电阻应变计对航空发动机涡轮叶片的受力应变检测是较为主流的方式，而所采用的电阻应变计需满足测试准确度高、响应速度快、灵敏度高、抗高温高压、稳定性好等优点，因此，对电阻应变计在高温环境下的应变灵敏系数(GF)、漂移率等性能参数的测试标定十分关键。现有的电阻应变计的性能标定装置一般以常温测试为主，少有高温应变标定装置，应变计标定装置主要有力加载和位移加载两种模式，力加载以高温拉伸机为主，专利CN207456931U“一种用于石墨材料 1100℃高温力学性能的测试装置”发明人杨辉等公开了一种用于石墨构件高温力学性能测试的装置，在高温环境中对试样的力学性能及试样表面的传感器性能进行测试。但其对拉伸件基底要求比较严苛，操作复杂。

位移加载主要有等强度悬臂梁、四点简支梁两种类型，申请号为 201610953071.2的中国发明专利“一种用于室温至1800℃高温应变校准标定装置”公开了一种由高温应变实验炉、温控系统和高温应变测试系统组成的标定装置，可测量高温工况下应变片的性能参数随温度变化特性等。但其采用简支梁标定，外形较大，不够紧凑，不利于针对尺寸较小的薄膜应变计进行高温性能标定，高温下该种位移测试方式实施不便，精度较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，发明一种用于高温应变传感器静态性能标定装置及标定方法。本发明为了解决现有应变片标定装置工作温度低，高温标定装置适用基底要求较高、难以在高温下控制加载微应变精度的问题，采用等强度梁作为标定梁，耐受温度高；采用位移加载方式对等强度梁施加载荷，完成应变计在高温环境下的应变灵敏系数(GF)、漂移率、蠕变、热输出、机械输出、滞后等性能参数的测试标定。为高温下静态标定应变传感器的性能参数提供了有效的实验平台，为航空发动机涡轮叶片高温环境下的应变检测提供数据支持。

本发明采用的技术方案是一种用于高温应变传感器静态性能标定装置，其特征是，该装置由高温炉、加载测量系统组成；

所述的高温炉5由加热和保温单元、夹持单元及温控单元组成，其中，加热和保温单元位于该标定装置中心；加热和保温单元由炉腔25、保温石棉22、加热元件21组成，加热元件21位于炉腔25两侧，保温石棉22和炉腔门6共同围成炉腔25；标定装置通过加热元件21进行加热，通过保温石棉22与炉腔门6对炉腔进行保温，通过控温模块设定程序控制温度，并能自动调节参数；

夹持单元由顶部螺母16、上导向板17、隔热垫18、连接杆19、标定梁夹具23组成；防止顶部螺母16受热变形的隔热垫18为纳米微孔隔热板；连接杆19是上部有外螺纹、下部具有内螺纹的陶瓷杆；连接杆19依次穿过上导向板17、隔热垫18、保温石棉22伸入炉腔25内，连接杆19上部通过顶部螺母16连接固定，可通过调整顶部螺母16与连接杆19螺纹连接的位置控制连接杆19在炉腔25中的位置，连接杆 19通过螺纹与微调整块螺栓26a在炉腔25中与标定梁夹具23连接；