CN103148982B - 拉压一体传感器标定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及拉压一体传感器标定装置，包括机架，机架顶部装配有加载机构，加载机构包括驱动装置以及与驱动装置连接的用于输出上下直线运动的执行机构，执行机构包括末端的传力杆，所述传力杆上设有标准压力传感器，传力杆末端装配有用于托持待标定压力传感器的底座，所述底座上方设置有挡板，所述挡板防脱的上下浮动装配在执行机构的传力杆上，所述挡板上固定连接有用于与待标定拉力传感器一端连接的第一接头，第一接头与挡板在该标定装置工作时同步同向传动连接，机架上在底座下方装配有与第一接头对应的第二接头。本发明可同时对拉力传感器和压力传感器进行标定，方便快捷，结构简单、提高标定效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于标定传感器的拉压力的标定装置，尤其涉及一种拉压一体传感器标定装置。
背景技术
拉压力传感器又叫电阻应变式传感器，隶属于称重传感器系列，是一种将物理信号转变为可测量的电信号输出的装置。拉压力传感器是以弹性体为中介，通过力作用在传感器两边的电阻应变片使它的阻值发生变化，再经过相应的电路转换为电的信号，从而实现控制。它的优点是精度高，测量范围广，寿命长,结构简单，频响特性好。拉压力传感器是测力设备的关键部件，因此它的标定是保证设备精度的重要环节。
通常情况下，拉压力传感器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，但是当拉压力传感器在测量设备中的使用环境发生变化（例如：模拟信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）时会造成静态线性偏差、零点漂移和灵敏度漂移等偏差。因此必须对拉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。
拉压力传感器的标定方法是将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。
现有对拉压力传感器进行标定一般采用如基准测力机、活塞式压力计等专业设备，这些设备不仅维护成本较高，而且通常都只能对拉力或压力传感器其中一种进行标定，设备体积大，对使用环境的空间有一定的要求，无法满足大多数测量工况进行现场标定的要求；还有一些如测力砝码等较为简易的拉压力标定设备，这种设备也只能标定拉力或压力传感器的其中一种，并且这种设备受人为影响（加载位置、加载方式等）较大，也难以满足拉压力传感器现场标定的要求。
发明内容
本发明的目的是提出一种能够同时标定拉力传感器和压力传感器的拉压一体传感器标定装置。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：
拉压一体传感器标定装置，包括机架，机架顶部装配有加载机构，加载机构包括驱动装置以及与驱动装置连接的用于输出上下直线运动的执行机构，执行机构包括末端的传力杆，所述传力杆上设有标准压力传感器，传力杆末端装配有用于托持待标定压力传感器的底座，所述底座上方设置有挡板，所述挡板防脱的上下浮动装配在执行机构的传力杆上，所述挡板上固定连接有用于与待标定拉力传感器一端连接的第一接头，第一接头与挡板在该标定装置工作时同步同向传动连接，机架上在底座下方装配有与第一接头对应的第二接头。
所述底座下方设有下加载板，下加载板通过对应螺栓与挡板固定连接在一起，所述的第一接头固定装配在下加载板上。
所述驱动装置包括伺服电机，执行机构为螺母丝杠机构，该螺母丝杠机构的螺母与电机输出轴键配合，传力杆由螺母丝杠机构的螺杆构成。
所述标准压力加载器与伺服电机之间连接有用于控制伺服电机的转速的编码器。
在所述挡板下方设置有用于使挡板的压力均匀分布在待标定压力传感器上的圆弧垫片。
所述机架上设有用于支撑标准压力传感器的支撑架，所述支撑架与机架固定连接。
还包括用于加装在支撑架或驱动装置与标准压力传感器之间以调整标准压力传感器高度的垫块。
本发明提出的拉压一体传感器标定装置的驱动装置驱动其上连接的执行机构运动，执行机构末端的传力杆带动其上设置的底座向上运动，标准压力传感器和设置于挡板与底座之间的待标定压力传感器向上运动，待标定压力传感器顶压在其上方设置的挡板上从而使待标定压力传感器承受压力，同时挡板随传力杆向上浮动拉动固定在其上的待标定拉力传感器向上运动而使待标定拉力传感器受向上的拉力。本实用新型可同时对拉力传感器和压力传感器进行标定，方便快捷，结构简单、提高标定效率。
进一步的，采用编码器控制伺服电机的转速，使伺服电机加载力精确，从而使标定精度高。
进一步的，在挡板下方设置圆弧垫片，可以使挡板施加的压力均匀施加到待标定压力传感器上。
进一步的，在标准压力传感器的上下侧分别设置垫块，可根据需要调整标准压力传感器的位置，适用于多种传感器测量，通用性好。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
本发明的实施例如图1所示，下面结合附图对本实施例的具体实施方式进行详细说明：
拉压一体传感器标定装置，包括框架式结构的机架5，机架底板可固定安装在任意底板上，机架顶部装配有加载机构，加载机构包括伺服电机3，伺服电机3焊接在电机底板2上并通过固定螺钉和电机固定垫片1固定在机架顶梁上，伺服电机3的输出轴4上连接有执行机构，执行机构为螺母丝杠机构，螺母丝杠机构包括加载螺母6，加载螺母6通过键配合连接在伺服电机的输出轴上的内六方套筒与伺服电机的输出轴连接，内六方套筒带动加载螺母随电机输出轴转动，内六方套筒可沿伺服电机的输出轴轴向移动，丝杠为与加载螺母螺纹连接的加载螺杆8，标准压力传感器10套设在所述加载螺杆8上，标准压力加载器与伺服电机之间连接有用于控制伺服电机的转速的编码器23，加载螺杆末端上设置有用于托持待标定压力传感器的底座18，底座上方设置有挡板24，挡板防脱的上下浮动装配在加载螺杆上，底座下方设置有与挡板通过螺栓19连接的下加载板25，下加载板25朝向机架底部设置有用于与待标定拉力传感器的一端连接的第一接头20，机架上设置有用于支撑标准压力传感器的支撑架14，支撑架为框架式结构，支撑架底板与机架底板焊接固定，支撑架底板上设置有用于与待标定拉力传感器21的另一端连接的第二接头22，标准压力传感器10与加载螺母6之间设置有第一加载垫块9，加载螺母与第一加载垫块之间设置有加载螺母垫片7。
工作时，通过螺钉将机架底板固定在相应位置的底板上，将标准压力传感器套设在加载螺杆上，将待标定压力传感器17套装在加载螺杆8上的挡板24与底座18之间，可根据需要在待标定压力传感器17与挡板24之间设置压力加载垫块16，为确保挡板的压力均匀施加在待标定压力传感器上，可在压力传感器与挡板之间设置圆弧垫片15，下加载板与支撑架底板上分别设置的第一接头20和第二接头22通过待标定拉力传感器21上下侧的垫块将待标定拉力传感器固定在装置上并使其处于初始状态，当需要调节标准压力传感器位置时，可设置如图所述的第二加载垫块11、第三加载垫块12和第四加载垫块13，安装时确保加载螺杆处于竖直位置，调节各个螺母确保各传感器处于初始状态。启动伺服电机，将标准压力传感器的值，通过编码器传输给伺服电机，伺服电机的输出轴根据编码器输出的信号旋转，输出轴带动其上连接的加载螺母一起旋转，加载螺杆向上运动，使加载螺母与待标定压力传感器下方的螺母之间的距离改变，对标准压力传感器和待标定压力传感器施加压力，同时带动挡板和下加载板向上移动，从而使下加载板与支撑架底板之间的距离变大，对待标定拉力传感器施加拉力，逐步加载并记录待标定压力传感器和待标定拉力传感器显示的数据。待标定压力传感器和待标定拉力传感器显示的数据即为输出值，编码器显示的标准压力传感器的值为输入值，加载完成后，对输出值和输入值进行比较和数据处理便可得出输入值与输出值之间的相应关系完成标定，标定完成后，对待标定的两个传感器进行位置调换，重复以上步骤进行标定，这样即可同时完成拉力传感器和压力传感器的标定。
在本实施例中驱动装置为伺服电机，伺服电机输出轴上连接丝杠螺母作为执行机构，在其他实施例中也可以采用气压源作为驱动装置，气缸活塞作为执行机构，此时气压源驱动活塞上下运动，活塞杆作为传力杆。
在本实施例中通过在标准压力传感器上下两侧分别设置第一加载垫块以及第二加载垫块、第三加载垫块和第四加载垫块调节标准压力传感器位置，在其他实施例中也可以不设置以上加载垫块，只要能够保证标准压力传感器位置在工作前处于初始状态并保持上下表面与相应位置贴合，且使加载螺母上端面与输出轴轴端预留有加载螺杆上升空间即可。
在本实施例中在标准压力传感器与伺服电机之间设置编码器，根据标准压力传感器的值控制伺服电机的转速，在其他实施例中也可人工控制。
在本实施例中为确保挡板施加的压力均匀的分布在待标定压力传感器上，在挡板与待标定压力传感器之间设置圆弧垫片，在其他实施例中也可不设置圆弧垫片。
Claims (6)
1.拉压一体传感器标定装置，其特征在于：包括机架，机架顶部装配有加载机构，加载机构包括驱动装置以及与驱动装置连接的用于输出上下直线运动的执行机构，执行机构包括末端的传力杆，所述传力杆上设有标准压力传感器，传力杆末端装配有用于托持待标定压力传感器的底座，所述底座上方设置有挡板，所述挡板防脱的上下浮动装配在执行机构的传力杆上，所述挡板上固定连接有用于与待标定拉力传感器一端连接的第一接头，第一接头与挡板在该标定装置工作时同步同向传动连接，机架上在底座下方装配有与第一接头对应的第二接头；所述驱动装置包括伺服电机，执行机构为螺母丝杠机构，该螺母丝杠机构的螺母与电机输出轴键配合，传力杆由螺母丝杠机构的螺杆构成；标准压力传感器、待标定压力传感器均套设在螺杆上。
2.根据权利要求1所述的拉压一体传感器标定装置，其特征在于：所述底座下方设有下加载板，下加载板通过对应螺栓与挡板固定连接在一起，所述的第一接头固定装配在下加载板上。
3.根据权利要求1所述的拉压一体传感器标定装置，其特征在于：所述标准压力传感器与伺服电机之间连接有用于控制伺服电机的转速的编码器。
4.根据权利要求1所述的拉压一体传感器标定装置，其特征在于：在所述挡板下方设置有用于使挡板的压力均匀分布在待标定压力传感器上的圆弧垫片。
5.根据权利要求1所述的拉压一体传感器标定装置，其特征在于：所述机架上设有用于支撑标准压力传感器的支撑架，所述支撑架与机架固定连接。
6.根据权利要求5所述的拉压一体传感器标定装置，其特征在于：还包括用于加装在支撑架或驱动装置与标准压力传感器之间以调整标准压力传感器高度的垫块。
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