[发明专利]一种基于压力-力值转换的高低温正弦压力校准装置

说明书

本发明公开的一种基于压力‑力值转换的高低温正弦压力校准装置，属于试验技术领域。本发明利用振动台来驱动活塞，在气缸中产生频率可变，幅值可调的气体正弦压力，被校压力传感器安装在气缸上，气缸上端安装一个活塞，活塞与力传感器刚性连接，气缸中产生的脉动压力通过活塞转化为脉动力值进行校准，安装被校压力传感器的气缸放置在高低温环境试验箱中，通过调节高低温试验箱来控制被校压力传感器感受到的温度。活塞与气缸内壁应选用同一种材质，进而保证密封性。本发明作方便简单、气动反应快、无污染、不损毁传感器、管路不易阻塞，具有非常高的耐用性和可靠性，适合于中低压以及负压动态压力的校准与模拟试验。

技术领域

本发明涉及一种基于压力-力值转换的高低温正弦压力校准装置，特别涉及一种温度、频率、压力可调的正弦压力校准装置，属于试验技术领域。

背景技术

随着科学技术的不断发展，需要进行动态测试的领域不断增加，目前正弦压力校准装置是应用最广的动态压力校准装置之一，正弦类压力校准装置在实验中可以通过调节频率，调节压力，从而得到压力测试系统的幅频特性以及相频特性。目前国内正弦压力校准装置基本都在常温或实验室环境下进行校准，即在常温或实验室的温度条件下，将被校压力测试系统安装在正弦压力校准装置上，通过施加不同频率、不同压力下的正弦压力，从而得到被校压力测试系统的幅值、相移与频率、压力之间的关系，但是目前大部分动态压力测试系统安装在低温或高温环境下进行测试，因此常温下的校准结果难以准确体现压力测试系统的低温或高温环境下的输出特性。当前的高低温脉动压力校准技术难以解决溯源的问题，标准压力幅值难以得到。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于压力-力值转换的高低温正弦压力校准装置，利用振动台驱动活塞，在气缸中产生频率可变、幅值可调的气体正弦压力，被校压力传感器安装安装在气缸上，气缸上端安装一个活塞，活塞与力传感器刚性连接，气缸中产生的脉动压力通过活塞转化为脉动力值进行校准，安装被校压力传感器的气缸放置在高低温环境试验箱中，通过调节高低温试验箱来控制被校压力传感器感受到的温度。为了保证密封性，活塞与气缸内壁应选用同一种材质，保证在相同的温度变化下其材料的变形量一致。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明公开的一种基于压力-力值转换的高低温正弦压力校准装置，包括标准力传感器、第二活塞杆、第二活塞、压力室、第一活塞、动圈、振动台、第一活塞杆、被校压力传感器、气缸、高低温试验箱、台架。高低温正弦压力校准装置由上、下两部分组成，下部为驱动系统，上部为被校压力传感器校准系统。

振动台安装在地面上，第一活塞杆与振动台的动圈刚性连接，通过驱动动圈产生不同频率下的正弦位移运动；第一活塞与第一活塞杆刚性连接，气缸与第一活塞配合安装，被校压力传感器安装在气缸的侧壁上；第二活塞与第二活塞杆刚性连接，第二活塞杆与标准力传感器刚性连接，气缸与第二活塞配合安装；气缸嵌套在高低温试验箱中，高低温试验箱放置在台架上，台架安装在固定面上。

作为优选，为了保证密封性，第一活塞、第二活塞与气缸内壁应选用同一种材质，保证在相同的温度变化下其材料的变形量一致。通过第一活塞、第二活塞将压力转化为力值的方式，能够避免转变介质材料的变形量不足以及自身摩擦带来的影响。

本发明公开的一种基于压力-力值转换的高低温正弦压力校准装置的工作方法为：进行正弦动态压力试验时，首先根据被校传感器的量程选择相适应的标准力传感器，并安装在第二活塞杆上，将被校压力传感器安装在气缸的侧壁上，然后将高低温试验箱设置至试验温度，待温度达到目标值后，气缸处于设定温度条件下，启动振动台，设置需要试验的频率，动圈推动第一活塞杆产生正弦位移变化，第一活塞杆通过挤压气缸中的气体产生正弦交变压力，通过读取标准力传感器的电信号输出值，除以第二活塞的面积，计算得到标准压力值，再读取被校压力传感器的电信号输出值，计算得到被校压力传感器的灵敏度，实现基于压力-力值转换的高低温正弦压力校准。

有益效果