CN106525331B - 一种笔式自由场压力传感器校准装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种笔式自由场压力传感器校准装置，所述的笔式自由场压力传感器校准装置，包括活塞式脉冲压力发生器、标准压力传感器、传感器校准安装及密封装置、油路连接管、力锤；所述的标准压力传感器安装于活塞式脉冲压力发生器上，与活塞式脉冲压力发生器的油腔联通并感知油腔内压力；所述的被校笔式自由场压力传感器固定在传感器校准安装及密封装置中，在被校笔式自由场压力传感器的敏感芯体上形成密封腔，并通过油路连接管与活塞式脉冲压力发生器的油腔连接而充满液压油；本发明公布的校准装置结构简单，体积小巧，操作方便，可解决笔式自由场压力传感器使用中不易校准的难题。

Description

一种笔式自由场压力传感器校准装置
技术领域
本发明属于计量测试技术领域，特别是涉及一种笔式自由场压力传感器校准装置。
背景技术
爆炸冲击波的压力大小及作用范围是衡量弹药威力的主要指标,是定量评定各类武器或爆炸器材之爆炸威力及计算爆炸释放能量与燃烧率的重要参数，冲击波压力是武器战斗部研制、爆炸毁伤效应研究中需要测试的重要内容。在爆炸冲击波效应试验中，冲击波测试通常分为地面超压和自由场超压测试，地面超压测试受地面平整度、地表的软硬度等因素影响过多，因此试验中常采用自由场超压测试。自由场超压测试时，为减小传感器对被测冲击波自由场的影响，通常采用头部具有流线体形状的杆式结构的压力传感器，因传感器外形与削尖后的铅笔相似，通常将该传感器称为笔式自由场压力传感器（Pencil free-field transducer）。该类传感器一般为压电式原理，采用的压电晶体敏感芯体位于传感器杆的中前部，由于压电晶体敏感芯体的感压面为一平面，传感器的圆柱形杆体也相应地沿杆的长度方向上削平出一平面，并将敏感芯体的感压面与杆体上的该平面安装齐平。
笔式自由场压力传感器的特殊结构给其校准带来了困难，因此该类传感器通常是先将敏感芯体校准后再装配，但装配后传感器的灵敏度等特性极易发生改变，且传感器经过多次使用后特性是否变化也是使用者关心的问题。笔式自由场压力传感器另一种校准方法是采用激波管进行校准，但激波管属于大型专业设备，一般单位没有配备该设备，且该设备还需配套高压充放气装置，使用时操作复杂，传感器校准过程复杂。因此如何方便快速地对笔式自由场压力传感器装配及使用后的灵敏度等特性进行校准是自由场压力测试中需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种笔式自由场压力传感器校准装置，为笔式自由场压力传感器提供一种方便快捷的实验室校准装置。
本发明的目的可采用如下技术方案来实现：所述的笔式自由场压力传感器校准装置，包括活塞式脉冲压力发生器、标准压力传感器、传感器校准安装及密封装置、油路连接管、力锤；所述的标准压力传感器安装于活塞式脉冲压力发生器上，与活塞式脉冲压力发生器的油腔联通并感知油腔内压力；所述的被校笔式自由场压力传感器固定在传感器校准安装及密封装置中，在被校笔式自由场压力传感器的敏感芯体上形成密封腔，并通过油路连接管与活塞式脉冲压力发生器的油腔连接而充满液压油；通过力锤打击活塞式脉冲压力发生器上的活塞杆在其油腔中产生脉冲压力，脉冲压力经油腔和油路连接管中的液压油同时作用在标准压力传感器和被校笔式自由场压力传感器上，通过比较标准压力传感器和被校笔式自由场压力传感器对同一脉冲压力响应的输出，实现对笔式自由场压力传感器灵敏度等技术指标的校准。
所述的活塞式脉冲压力发生器包括本体、活塞杆及端头，本体上设置有空腔，活塞杆位于空腔内，空腔内充填液压油后形成油腔，力锤冲击作用于活塞杆上端头后在油腔内形成脉冲压力。
所述的标准压力传感器安装于活塞式脉冲压力发生器上，标准压力传感器敏感面与活塞式脉冲压力发生器的油腔联通，用于感知油腔内的脉冲压力。
所述的传感器校准安装及密封装置包括传感器固定底座、密封圈、油压密封板及固定螺钉，所述传感器固定底座中设置一圆孔，圆孔截面的形状及尺寸与笔式自由场压力传感器敏感芯体处的截面一致；所述油压密封板中部设置一通孔，并在上端设一螺纹接头，下端设置一用于放置和固定密封圈的凹槽，被校笔式自由场压力传感器穿过固定底座中的圆孔，使得被校传感器的敏感芯体位于油压密封板正下方，且两者之间设置密封圈，通过固定螺钉将被校笔式自由场压力传感器压紧固定在传感器固定底座与油压密封板之间，进而在被校传感器的敏感芯体上形成密封腔体。
所述的油路连接管两端设置螺纹接头，一端与活塞式脉冲压力发生器的本体连接，与活塞式脉冲压力发生器内的油腔相通，另一端与传感器校准安装及密封装置的油压密封板连接，使得活塞式脉冲压力发生器的油腔与被校笔式自由场压力传感器敏感芯体上的密封腔体联通并充满液压油，使被校笔式自由场压力传感器与标准压力传感器感受同一脉冲压力。
本发明公开的笔式自由场压力传感器校准装置，结构简单，体积小巧，操作简便，在实验室内容易实现，为笔式自由场压力传感器的校准提供了一种简单、方便的方法，可以解决笔式自由场压力传感器使用中不易校准的难题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为笔式自由场压力传感器结构示意图。
图3为图2中的A-A视图。
图4为活塞式脉冲压力发生器结构示意图。
图5为传感器校准安装及密封装置结构示意图。
图中：1、活塞式脉冲压力发生器，2、标准压力传感器，3、传感器校准安装及密封装置，4、笔式自由场压力传感器，5、油路连接管，6、力锤，7、液压油，11、本体，12、活塞杆，13、端头，31、传感器固定底座，32、密封圈，33、油压密封板，34、固定螺钉，41、笔式自由场压力传感器壳体，42、笔式自由场压力传感器敏感芯体，51、螺纹连接头。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。
如图1所示，本发明公开的一种笔式自由场压力传感器校准装置，包括活塞式脉冲压力发生器1、标准压力传感器2、传感器校准安装及密封装置3、油路连接管5、力锤6。
如图2、3所示，笔式自由场压力传感器4包括壳体41和敏感芯体42两部分。校准时，将笔式自由场压力传感器4固定在传感器校准安装及密封装置3中，传感器校准安装及密封装置3通过油路连接管5与脉冲压力发生器1连接。
如图4所示，活塞式脉冲压力发生器1包括本体11、活塞杆12及端头13，本体11与活塞杆12之间设置空腔，空腔内充填液压油7后形成油腔，力锤6冲击作用于活塞杆12上部后在油腔内形成脉冲压力。标准压力传感器2安装于脉冲压力发生器1上，传感器敏感面与脉冲压力发生器1的油腔连通，用于感知油腔内的脉冲压力。
如图5所示，传感器校准安装及密封装置3包括传感器固定底座31、密封圈32、油压密封板33及固定螺钉34。传感器固定底座31中设置一圆孔，圆孔截面的形状及尺寸与笔式自由场压力传感器4在敏感芯体42处的截面一致。油压密封板33中部设置一通孔，并在上端设一螺纹接头，下端设一凹槽，用于放置和固定密封圈32。被校笔式自由场压力传感器4穿过传感器固定底座31中的圆孔，使得被校传感器的敏感芯体42位于油压密封板33正下方，且两者之间设置密封圈32，利用固定螺钉34将被校传感器4通过传感器固定底座31与油压密封板33及密封圈32压紧固定，进而在被校传感器的敏感芯体42上形成密封腔体。
所述的油路连接管5两端设置螺纹接头，一端即螺纹连接头51与活塞式脉冲压力发生器1连接，另一端与传感器校准安装及密封装置3的油压密封板33连接，使得活塞式脉冲压力发生器1的油腔与被校传感器敏感芯体42上的密封腔体连通并充满液压油，保证被校笔式自由场压力传感器4与标准压力传感器2感受同一脉冲压力。
校准时，力锤6打击活塞杆上端头13产生的脉冲压力通过液压油7同时作用于标准传感器2的敏感面和被校笔式自由场压力传感器4的敏感芯体42上，通过比较标准压力传感器2和被校传感器4对同一脉冲压力响应的输出，即可实现对笔式自由场压力传感器4的灵敏度等技术指标的校准。
本发明未详述部分为现有技术。

Claims (3)

1.一种笔式自由场压力传感器校准装置，其特征是：所述的笔式自由场压力传感器校准装置，包括活塞式脉冲压力发生器、标准压力传感器、传感器校准安装及密封装置、油路连接管、力锤；所述的标准压力传感器安装于活塞式脉冲压力发生器上，与活塞式脉冲压力发生器的油腔联通并感知油腔内压力；被校笔式自由场压力传感器固定在传感器校准安装及密封装置中，在被校笔式自由场压力传感器的敏感芯体上形成密封腔，并通过油路连接管与活塞式脉冲压力发生器的油腔连接而充满液压油；通过力锤打击活塞式脉冲压力发生器上的活塞杆在其油腔中产生脉冲压力，脉冲压力经油腔和油路连接管中的液压油同时作用在标准压力传感器和被校笔式自由场压力传感器上，通过比较标准压力传感器和被校笔式自由场压力传感器对同一脉冲压力响应的输出，实现对笔式自由场压力传感器灵敏度技术指标的校准;所述的传感器校准安装及密封装置包括传感器固定底座、密封圈、油压密封板及固定螺钉，所述传感器固定底座中设置一圆孔，圆孔截面的形状及尺寸与笔式自由场压力传感器敏感芯体处的截面一致；所述油压密封板中部设置一通孔，并在上端设一螺纹接头，下端设置一用于放置和固定密封圈的凹槽，被校笔式自由场压力传感器穿过固定底座中的圆孔，使得被校传感器的敏感芯体位于油压密封板正下方，且两者之间设置密封圈，通过固定螺钉将被校笔式自由场压力传感器压紧固定在传感器固定底座与油压密封板之间，进而在被校传感器的敏感芯体上形成密封腔体；所述的油路连接管两端设置螺纹接头，一端与活塞式脉冲压力发生器的本体连接，与活塞式脉冲压力发生器内的油腔相通，另一端与传感器校准安装及密封装置的油压密封板连接，使得活塞式脉冲压力发生器的油腔与被校笔式自由场压力传感器敏感芯体上的密封腔体联通并充满液压油，使被校笔式自由场压力传感器与标准压力传感器感受同一脉冲压力。
2.根据权利要求1所述的笔式自由场压力传感器校准装置，其特征是：所述的活塞式脉冲压力发生器包括本体、活塞杆及端头，本体上设置有空腔，活塞杆位于空腔内，空腔内充填液压油后形成油腔，力锤冲击作用于活塞杆上端头后在油腔内形成脉冲压力。
3.根据权利要求1所述的笔式自由场压力传感器校准装置，其特征是：所述的标准压力传感器上用于感知油腔内的脉冲压力的敏感面与活塞式脉冲压力发生器的油腔联通。
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