CN103234570A

CN103234570A - 大量值传感器校准方法

Info

Publication number: CN103234570A
Application number: CN2012105919155A
Authority: CN
Inventors: 吴国雄; 张国湘
Original assignee: Suzhou Dongling Vibration Test Instrument Co Ltd
Current assignee: Suzhou Dongling Vibration Test Instrument Co Ltd
Priority date: 2012-12-31
Filing date: 2012-12-31
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2032-12-31
Also published as: CN103234570B

Abstract

本发明公开了一种大量值传感器校准方法。本发明通过将一振动发生台的工作台面与一谐振梁两端之间的一选定位置刚性连接，并将该谐振梁两端与一基座固定连接，再将标准传感器及待校准传感器以堆叠方式固定在分布于所述谐振梁的选定位置处的传感器安装位上，而后使工作台面沿与谐振梁垂直的方向振动，同时以传感器检测设备接收和处理所述标准传感器及待校准传感器输出的信号，实现对待校准传感器的校准。本发明利用谐振梁共振原理将振动试验设备所提供的量级放大，能够实现对包括大量值传感器在内的各种传感器的校准，且所能校准的大量值传感器量程可高达500g，其成本低廉，易于实施，应用范围广泛。

Description

大量值传感器校准方法

技术领域

本发明涉及一种传感器的校准方法，尤其涉及一种大量值传感器的校准方法。

背景技术

传感器是一种重要的测量元件，已被广泛应用于各领域的监控和测量。传感器在生产过程中和使用一段时间后要对传感器的输出灵敏度进行校准，尽管目前存在多种成熟的传感器校准方法，如振动法、光干涉法和背靠背实验法等，但由于受到振动校准装置的局限，此类方法的校准量值不能满足传感器的测量量程，另外目前为了校准大量程传感器，采用冲击实验法和落球实验法来校准大量程传感器，但这些方法只能校准瞬态大量值，无法校准连续信号的大量值。并且，虽然长期以来本领域技术人员对校准装置尝试了多种优化方案，但其仍无法满足精确校准大量值传感器的需求。

参见图1，传统的振动法校准传感器是将标准振动台2固定在基础上，将标准传感器4和待校准传感器5以堆叠方式刚性固定在标准振动台2的工作台面3上，并通过标准振动台2驱动标准传感器和待校准传感器，同时以检测设备（图中仅示出与其连接的信号线6）接收和处理所述标准传感器4及待校准传感器5输出的信号，实现对待校准传感器5的校准。诚然，通过调整振动试验装置的规格和固有结构等能在一定范围内提升其振动量值，进而实现对较大量程传感器的校准。但是，振动台受到F＝ma的限止，由于受到校准振动台的运动部件（如动圈系统）自身质量等因素的影响，校准振动台的振动量值会受到限制，继而导致基于校准振动台的传感器校准系统无法用于校准具有更大量程的传感器。即使不考虑前述因素，若无限制的调整振动试验设备的规格或结构，则又会导致成本的大幅增长，从而使得此类校准系统无法广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大量值传感器的校准方法，其可基于现有的校准振动台而实施，并实现对具有大量程传感器的精确校准，且易于操作，成本低廉，从而克服了现有技术中的不足。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种大量值传感器校准方法，包括振动台及谐振梁，所述谐振梁两端与基座固定连接，而其两端之间的一选定位置与振动台的工作台面刚性连接，且所述谐振梁与所述振动台工作台面的运动方向垂直，同时，所述谐振梁上的选定位置上还设有传感器安装位。

进一步的，所述谐振梁为一字型，梁的二端通过固定架与基座固定连接，梁的中端与振动台的工作台面刚性连接。

更进一步的讲，所述谐振梁可为对称Y型，梁的三外端通过固定架与基座固定连接，梁的中端与振动台的工作台面刚性连接。

同理，所述谐振梁可为对称十字型，梁的四外端通过固定架与基座固定连接，梁的中端与振动台的工作台面刚性连接。

作为较佳实施方案之一，该大量值传感器校准方法还可包括谐振调节架，所述谐振调节架一端固定设置在基座上，另一端部与位于所述谐振梁的选定位置之间的任一指定部位连接。

进一步的，所述谐振调节架与基座固定端设置T型，基座上数个T型槽的交点与振动台的中心点同轴。

所述数个谐振调节机构对振动台的中心点对称设置，并同步调整间距。

所述固定架和谐振调节机构的垂向支承是弹性结构，外周向中心可变距。

所述振动发生装置可包括电动振动台，但不限于此。

与现有技术相比，本发明至少具有如下优点：

（1）通过采用在现有振动台上增设谐振梁的方式，利用谐振梁共振原理将振动试验设备所提供的量值放大，从而能够实现对量程高达500g的大量值传感器的校准，其成本低廉，易于实施；

（2）通过更换具有不同共振频率的谐振梁，使得本发明的方法可应用于对各种传感器在不同频率进行校准，应用范围广泛；

（3）进一步的，本发明中还可通过增设一谐振调节架，并通过调节该谐振调节架与振动台中心的连接位置，简单实现对谐振梁共振频率的随意调节，从而以更低成本和更简单的操作实现对不同传感器的校准。

附图说明

图1是现有基于振动法的传感器校准系统的结构示意图；

图2是本发明实施例1中一种大量值传感器校准系统的结构示意图；

图3是本发明实施例2中另一种带谐振调节架的传感器校准系统示意图；

图4是本发明中谐振梁的几种形式示意图；

图5是本发明中固定架及谐振调节架图。

图中：1－基座，2－电动振动台，3－工作台面，4－标准传感器，

5－待校准传感器，6－传感器输出电缆，7－谐振梁，71－Y型谐振梁，

72－十字型谐振梁，8－固定架，9－谐振梁调节架，91－调节架连接片，

92－上固定块，93－下固定块。

具体实施方式

以下结合若干较佳实施例及附图对本发明的技术方案作进一步的说明。

作为本发明的一种较为优选的实施方案，该大量值传感器校准方法包括振动台及谐振梁，所述谐振梁两端与基座固定连接，而其两端之间的一选定位置与振动台的工作台面刚性连接，且所述谐振梁与所述工作台面的运动方向垂直，同时，所述谐振梁上的选定位置上还设有传感器安装位。

其中，前述的选定位置可以是位于谐振梁的两端之间的，且能够满足测试需要的任一位置。

而作为其中一种优选方式，所述选定位置可以选取分布在谐振梁中央部的位置。

藉此大量值传感器校准方法对大量值传感器进行校准的过程可以为：

将一振动台的工作台面与一谐振梁两端之间的一选定位置刚性连接，并将该谐振梁两端与一基座固定连接，再将标准传感器及待校准传感器以堆叠方式固定在分布于所述谐振梁的选定位置处的传感器安装位上，而后使工作台面沿与谐振梁垂直的方向振动，同时以检测设备接收和处理所述标准传感器及待校准传感器输出的信号，实现对待校准传感器的标定。

藉由前述设计，本发明可利用共振原理将振动试验设备所提供的振动量级放大，从而能够实现对大量值传感器的校准，其成本低廉，易于实施，并且，通过选择具有不同共振频率的谐振梁，使得本发明可适于对各种传感器进行标定，应用范围广泛。

实施例1 参阅图2系本发明的一较佳实施例，其包括固定于一基座1上的电动振动台2，该电动振动台的工作台面3上设有一水平设置的谐振梁7，该谐振梁的中央部与电动振动台的工作台面3刚性连接，同时，在该谐振梁7的中央部还设有传感器安装位，而该谐振梁的两端则分别通过一固定架8固定，各固定架8均安装在基座上。

以本实施例进行传感器校准的过程如下：

首先，将一标准传感器4固定在前述传感器安装位上，再将一待校准传感器5堆叠固定在该标准传感器4上；而后，启动电动振动台2，使工作台面3沿竖直方向振动，并以一本领域习用的检测设备接收和处理前述标准传感器4及待校准传感器5输出的信号，实现对待校准传感器的校准，传感器信号由传感器输出电缆6输给检测设备。

基于前述设计，用户可以在不调整电动振动台规格、结构的前提下，仅仅通过选取具有不同共振频率的谐振梁，即可在不同的频率下对传感器进行校准，特别是对大量值的传感器进行校准，如此，可大幅降低用户的运营成本。

例如，本案发明人即通过前述设计，利用一推力仅为20kg的电动振动台，实现了对量程高达500g传感器的校准。

实施例2 参阅图3系本发明的另一较佳实施例，其包括固定于一基座1上的电动振动台2，该电动振动台2的工作台面3上设有一水平设置的谐振梁7，该谐振梁7的中央部与电动振动台2的工作台面3刚性连接，同时，在该谐振梁7的中央部还设有传感器安装位，而该谐振梁7的两端则分别通过一固定架8固定，各固定架8均安装在基座1上，并且，在电动振动台2两侧还分别设有一谐振梁调节架9，其中，各谐振梁调节架9一端固定设置在基座1上，另一端与位于谐振梁7左端或右端与中央部之间的任一指定部位连接，在合适位置通过压紧块10将谐振梁7和谐振梁调节架9紧固。

显然，此处所述的任一指定部位应理解为谐振梁7上除中央部和左端或右端之外的任意部位，其可以根据实际应用的需要而选取，进一步的，为达成此目的，作为一种可行方案，各谐振梁调节架9可在谐振梁7的一端部与中央部之间自由移动（沿如图2中水平箭头所示方向），并在两者之间的任一合适位置与谐振梁7固定。

例如，作为一种可行的实施方案，可以在基座1上设置一平行于谐振梁的T型槽，并将谐振梁调节架9下端固定块93设置成T型，使谐振梁调节架9可沿T型轨道滑动，并在其中的任一位置锁止固定。

通过采用前述设计，用户可仅仅通过调整谐振梁调节架与谐振梁的连接部位，即可实现对谐振梁共振频率的调整，进而以更低成本和更为便捷的操作满足对不同加速度传感器的标定需求。

本实施例的工作过程与前述实施例1基本相同。

图4是二种谐振梁的形式，采用Y型谐振梁71时，需三个固定架8和三个谐振梁调节架9；同理采用十字型谐振梁72时，需四个固定架8和四个谐振梁调节架9。

图5是谐振梁调节架9的结构图，向振动台中心方向是柔性的，如图3箭头方向所示，与其垂直方向为刚性，谐振梁调节架9上端是与谐振梁7固定的上固定块92，下固定块93设置成T型，能在基座1上的T型槽内移动并能锁止固定，二片调节架连接片91将上固定块92和下固定块93连接固定。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修改，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种大量值传感器校准方法，包括振动台及谐振梁，所述谐振梁两端与基座固定连接，而其两端之间的一选定位置与振动台的工作台面刚性连接，且所述谐振梁与所述振动台工作台面的运动方向垂直，同时，所述谐振梁上的选定位置上还设有传感器安装位。

2.根据权利要求1所述一种大量值传感器校准方法，其特征在于，所述谐振梁为一字型，梁的二端通过固定架与基座固定连接，梁的中端与振动台的工作台面刚性连接。

3.根据权利要求1所述一种大量值传感器校准方法，其特征在于，所述谐振梁可为对称Y型，梁的三外端通过固定架与基座固定连接，梁的中端与振动台的工作台面刚性连接。

4.根据权利要求1所述一种大量值传感器校准方法，其特征在于，所述谐振梁可为对称十字型，梁的四外端通过固定架与基座固定连接，梁的中端与振动台的工作台面刚性连接。

5.根据权利要求1所述一种大量值传感器校准方法，其特征在于，该大量值校准装置还可包括谐振调节架，所述谐振调节架一端固定设置在基座上，另一端部与位于所述谐振梁的选定位置之间的任一指定部位连接。

6.根据权利要求5所述一种大量值传感器校准方法，其特征在于，所述谐振调节架与基座固定端设置T型，基座上数个T型槽的交点与振动台的中心点同轴。

7.根据权利要求5所述一种大量值传感器校准装置，其特征在于，所述数个谐振调节机构对振动台的中心点对称设置，并同步调整间距。

8.根据权利要求5所述一种大量值传感器校准方法，其特征在于，所述固定架和谐振调节机构的垂向支承是弹性结构，向中心可变距。