CN102749169B - 一种环形压力传感器的简易压力标定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环形压力传感器的简易压力标定装置，属于传感器标定领域。本发明的加载滑轮支架和负载横梁支架安装在底板上；加载滑轮滚动连接在与加载滑轮支架固定的加载滑轮支撑轴上；负载横梁中部滚动连接在与负载横梁支架固定的负载横梁支撑轴上；负载横梁的一端通过加载钢丝绕加载滑轮与加载电磁铁连接，加载电磁铁下端通过磁力连接加载砝码，负载横梁的另一端通过锁紧螺母垂直连接负载螺栓；电子秤放置在底板的负载螺栓下端，弹性体放置在电子秤上，弹性体通过信号线与数字应变仪连接，负载压盖压在传感器弹性体上。本发明的装置结构简单、操作方便、成本低廉，优化了装置加载精度和加载方式。

Description

一种环形压力传感器的简易压力标定装置

技术领域

本发明涉及一种环形压力传感器的简易压力标定装置，属于传感器标定领域。

背景技术

对压力测量设备的关键部件压力传感器的标定是保证设备精度的最重要环节。设备选用的压力传感器一般具有良好的静态精度和动态精度，能够满足设备的技术指标，但压力传感器在测量设备中使用环境发生变化，例如：模拟型号放大电路和数字变换电路会使信号产生失真、供电电路信号干扰、电缆对信号衰减等会造成静态线性偏差、零点漂移和灵敏度漂移。因此有必要对压力传感器进行二次标定以补偿其新增的不确定度，这种在仿真使用环境下的标定称为现场标定。压力传感器的标定方法是一种标准设备所产生的标准值作为度量的尺子，输入到待标定的传感器中，得到传感器的输出量；然后通过数字方法确定标定曲线，并进行比较和数据处理后，就可求出输入与输出之间的相应关系和其精确度。

传统的压力标定专业设备如基准测力机、活塞式压力计维护成本较高，适用环境有一定的空间局限性，无法满足大多数测量工况的现场标定要求；传统的压力标定简易设备如各种测力砝码受加载位置、加载方式等人为影响较大，都难以满足环形传感器就地准备标定的要求。

发明内容

本发明的目的是要解决传统环形压力传感器标定的设备在保证测量精度的情况下维护成本高、结构复杂、适用环境局限性大和人为影响大的问题。而提供一种环形压力传感器的简易压力标定装置，本发明还还公开了应用所述的一种简易环形压力传感器压力标定装置对环形传感器进行压力标定的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种环形压力传感器的简易压力标定装置，包括加载电磁铁、加载砝码、加载钢丝、加载滑轮支架、加载滑轮支撑轴、加载滑轮、负载横梁、负载横梁支架、负载横梁支撑轴、负载螺栓、锁紧螺母、负载压盖、环形压力传感器、电子秤、底板、信号线、接线装置、数字应变仪；环形压力传感器包括弹性体；

加载滑轮支架和负载横梁支架安装在底板上；加载滑轮滚动连接在与加载滑轮支架固定连接的加载滑轮支撑轴上，使加载滑轮能够绕加载滑轮支撑轴旋转；负载横梁中部滚动连接在与负载横梁支架固定连接的负载横梁支撑轴上，使负载横梁能够以负载横梁支撑轴作为支点来作杠杆运动；负载横梁的一端通过绕加载滑轮的加载钢丝与加载电磁铁连接，加载电磁铁下端通过磁力连接加载砝码，负载横梁的另一端通过锁紧螺母垂直连接负载螺栓，使负载螺栓在负载横梁上的连接位置可调；电子秤放置在底板上，并位于负载螺栓下端，弹性体放置在电子秤上，弹性体通过信号线与数字应变仪连接，负载压盖压在传感器弹性体上。

在加载滑轮和加载滑轮支撑轴之间安装加载滑轮位滚动轴承，在负载横梁和负载横梁支撑轴之间安装负载横梁位滚动轴承，以保证标定系统传动良好，减小摩擦力带来的测量误差；

负载压盖与传感器弹性体之间通过配合止口横向卡位，防止负载压盖与传感器弹性体在加载过程中横向滑动；

负载螺栓的下端加工有锥形头，负载压盖中心加工有与负载螺栓相匹配的锥形槽，以保证加载位置准确唯一。

负载横梁上预留有支撑轴连接孔，负载横梁通过不同的支撑轴连接孔与负载横梁支架滚动连接，实现加载电磁铁端与负载螺栓端的力矩变化，可减少加载砝码的样本数量，使加载重量方便可控。

工作过程

在保证负载横梁处于水平位置的情况下，调节锁紧螺母使负载螺栓和负载压盖贴合，在加载电磁铁上连接加载砝码，经加载滑轮和负载横梁将加载力通过负载螺栓垂直传递至压在传感器弹性体上的负载压盖上，变化加载砝码的重量，记录每次加载不同重量得到电子秤和数字应变仪的对应读数，将上述对应读数的数据录入并通过线性拟合分析出准确的标定参数。

有益效果：

本发明的一种简易环形压力传感器压力标定装置结构简单、操作方便、成本低廉，优化了装置加载精度，可以保证加载量均匀准确，加载方向唯一，并且优化了加载方式，使加载过程变得省力可控。

附图说明

图1为本发明的环形压力传感器的简易压力标定装置结构示意图；

图2为本发明装置中环形压力传感器部分的连接示意图；

其中：1-加载电磁铁；2-加载砝码；3-加载钢丝；4-加载滑轮支架；5-加载滑轮支撑轴；6-加载滑轮位滚动轴承；7-加载滑轮；8-负载横梁；9-负载横梁支架；10-负载横梁支撑轴；11-负载横梁位滚动轴承；12-负载螺栓；13-锁紧螺母；14-负载压盖；15-传感器弹性体；16-电子秤；17-底板；18-信号线；19-接线装置；20-数字应变仪。

具体实施例

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：

实施例

本发明的一种环形压力传感器的简易压力标定装置，包括加载电磁铁1、加载砝码2、加载钢丝3、加载滑轮支架4、加载滑轮支撑轴5、加载滑轮位滚动轴承6、加载滑轮7、负载横梁8、负载横梁支架9、负载横梁支撑轴10、负载横梁位滚动轴承11、负载螺栓12、锁紧螺母13、负载压盖14、环形压力传感器、电子秤16、底板17、信号线18、接线装置19、数字应变仪20；环形压力传感器包括弹性体15。负载螺栓12的下端加工有锥形头，负载压盖14中心加工有与负载螺栓12相匹配的锥形槽；

加载滑轮支架4和负载横梁支架9安装在底板17上；加载滑轮7滚动连接在与加载滑轮支架4固定连接的加载滑轮支撑轴5上，使加载滑轮7能够绕加载滑轮支撑轴5旋转，加载滑轮7和加载滑轮支撑轴5之间安装加载滑轮位滚动轴承6；负载横梁8中心位置滚动连接在与负载横梁支架9固定连接的负载横梁支撑轴10上，使负载横梁8能够以负载横梁支撑轴10作为支点来作杠杆运动；负载横梁8和负载横梁支撑轴10之间安装负载横梁位滚动轴承11；负载横梁8的一端通过绕加载滑轮7的加载钢丝3与加载电磁铁1连接，加载电磁铁1下端通过磁力连接加载砝码2，负载横梁8的另一端通过锁紧螺母13垂直连接负载螺栓12，使负载螺栓12在负载横梁8上的连接位置可调；电子秤16放置在底板17上，并位于负载螺栓12下端，弹性体15放置在电子秤16上，弹性体15通过信号线18与数字应变仪20连接，负载压盖14压在传感器弹性体15上，负载压盖14与传感器弹性体15通过配合止口横向卡位；

工作过程

在保证负载横梁8处于水平位置的情况下，调节锁紧螺母13使负载螺栓12的锥形压头和负载压盖14的锥形槽贴合，在加载电磁铁1上连接加载砝码2，经加载滑轮7和负载横梁8将加载力通过负载螺栓12垂直传递至压在传感器弹性体15上的负载压盖14上，变化加载砝码2的重量，记录每次加载不同重量得到电子秤16和数字应变仪20的对应读数，将上述对应读数的数据录入并通过线性拟合分析出准确的标定参数。

以传感器弹性体15型号为CLB-ZXL-S009为例，采用本发明的装置得到压力标定具体各标定点参数结果如下表：

Claims (5)

1.一种环形压力传感器的简易压力标定装置，其特征在于：包括加载电磁铁、加载砝码、加载钢丝、加载滑轮支架、加载滑轮支撑轴、加载滑轮、负载横梁、负载横梁支架、负载横梁支撑轴、负载螺栓、锁紧螺母、负载压盖、环形压力传感器、电子秤、底板、信号线、接线装置、数字应变仪；环形压力传感器包括弹性体；

加载滑轮支架和负载横梁支架安装在底板上；加载滑轮滚动连接在与加载滑轮支架固定连接的加载滑轮支撑轴上，使加载滑轮能够绕加载滑轮支撑轴旋转；负载横梁中部滚动连接在与负载横梁支架固定连接的负载横梁支撑轴上，使负载横梁能够以负载横梁支撑轴作为支点来作杠杆运动；负载横梁的一端通过绕加载滑轮的加载钢丝与加载电磁铁连接，加载电磁铁下端通过磁力连接加载砝码，负载横梁的另一端通过锁紧螺母垂直连接负载螺栓，使负载螺栓在负载横梁上的连接位置可调；电子秤放置在底板上，并位于负载螺栓下端，弹性体放置在电子秤上，弹性体通过信号线与数字应变仪连接，负载压盖压在传感器弹性体上；

在保证负载横梁处于水平位置的情况下，调节锁紧螺母使负载螺栓和负载压盖贴合，在加载电磁铁上连接加载砝码，经加载滑轮和负载横梁将加载力通过负载螺栓垂直传递至压在传感器弹性体上的负载压盖上，变化加载砝码的重量，记录每次加载不同重量得到电子秤和数字应变仪的对应读数，将上述对应读数的数据录入并通过线性拟合分析出准确的标定参数。

2.如权利要求1所述的一种环形压力传感器的简易压力标定装置，其特征在于：在加载滑轮和加载滑轮支撑轴之间安装加载滑轮位滚动轴承，在负载横梁和负载横梁支撑轴之间安装负载横梁位滚动轴承。

3.如权利要求1所述的一种环形压力传感器的简易压力标定装置，其特征在于：负载压盖与传感器弹性体之间通过配合止口横向卡位。

4.如权利要求1所述的一种环形压力传感器的简易压力标定装置，其特征在于：负载螺栓的下端加工有锥形头，负载压盖中心加工有与负载螺栓相匹配的锥形槽。

5.如权利要求1所述的一种环形压力传感器的简易压力标定装置，其特征在于：负载横梁上预留有支撑轴连接孔，负载横梁通过不同的支撑轴连接孔与负载横梁支架滚动连接，实现加载电磁铁端与负载螺栓端的力矩变化。