[发明专利]一种极小量程压力系统准静态气压校准装置及设计方法

说明书

本发明为一种极小量程压力系统准静态气压校准装置及设计方法，公开了一种用于落锤/摆锤准静态校准系统的气体校准装置及设计方法，装置包括后端盖、缸体、直线轴承、前端盖、活塞；所述后端盖固定在缸体底部；所述缸体与端盖之间密封；所述缸体内开有腔室，腔室内填充有传压介质；所述前端盖固定在缸体前端；所述直线轴承置于所述缸体内，与活塞配合以减小摩擦阻力；所述缸体中间设有环形轴肩，用于支撑直线轴承；所述活塞后端位于缸体内，前端穿过直线轴承和前端盖；所述活塞底端环面套有轴密封圈，用于活塞与缸体之间的密封；所述传压介质为空气；方法通过摆锤的缸体内压力峰值以及落锤的缸体内压力峰值，分析易实现的降低压力方式；本发明可实现极小量程压力系统的准静态校准。

技术领域

本发明属于准静态气压校准装置领域，特别是一种极小量程压力系统准静态气压校准装置及设计方法。

背景技术

压电式压力传感器“电荷泄露”的特性决定了其从根本上不适用于静态校准，国外的厂家以及国内的计量院和计量单位通常使用落锤/摆锤式压力校准系统，通过准静态校准的方法校准传感器特性。所谓压力准静态校准其实是用半正弦型的压力脉冲对压力测量系统进行动态校准，然而压力脉冲的宽度必须足够宽，以保证其频谱的有效带宽完全处于被校准系统幅频特性的平直段内。压力准静态校准系统能够实现压力测量系统及传感器组件的灵敏度、线性度、重复性等参数的校准，该校准系统适用于国内外常用的冲击波压力传感器，如：PCB、Kistler及国产动态压力传感器，并符合动态压力传感器检定规程(JJG 624-2005)要求。

对于落/摆锤准静压校准系统，南京理工大学已经有了多年的研究与积累(孔德仁《塑性测压器材准动态校准技术及实验研究》)，目前常见的用于准静态校准用的落锤压力校准系统产生半正弦压力峰值最低有效压力为10MPa，摆锤压力校准系统产生半正弦压力峰值最低有效压力低于落锤，约为1MPa左右(一种便携式手动操作摆锤压力发生器，申请号：CN201611261754.8)，缺乏满足极小量程压力的传感器系统校准的手段(低于1MPa高于0.01MPa)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种极小量程压力系统准静态气压校准装置及设计方法，来代替传统的造压油缸，通过该气体校准装置可产生完整的低于1MPa的半正弦压力激励，从而实现极小量程压力系统的准静态校准。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种极小量程压力系统准静态气压校准装置设计方法，包括以下步骤：

步骤1、构建摆锤的整个碰撞过程的运动方程、协调方程和物理方程；

步骤2、求解摆锤的缸体内压力峰值p_m的函数表达式；

步骤3、求解落锤的缸体内压力峰值p_m′的函数表达式；

步骤4、由摆锤的缸体内压力峰值以及落锤的缸体内压力峰值，分析易实现的降低压力方式。

一种用于落锤/摆锤准静态校准系统的气体校准装置，包括后端盖、缸体、直线轴承、前端盖、活塞；

所述后端盖固定在缸体底部；所述缸体与端盖之间密封；所述缸体内开有腔室，腔室内填充有传压介质；所述前端盖固定在缸体前端；所述直线轴承置于所述缸体内，与活塞配合以减小摩擦阻力；所述缸体中间设有环形轴肩，用于支撑直线轴承；所述活塞后端位于缸体内，前端穿过直线轴承和前端盖；所述活塞底端环面套有轴密封圈，用于活塞与缸体之间的密封；所述传压介质为空气。

一种气体校准装置的测试方法，包括以下步骤：

步骤1、将直线轴承由缸体前端置入缸体，将前端盖与缸体固定；

步骤2、将轴密封圈按入活塞的密封槽内，将活塞的活塞面朝外，由缸体后端插入，至活塞杆由前端伸出；

步骤3、将端盖密封圈按入缸体后端的密封槽内；