CN108645562B - 三维冲击力传感器的三轴Hopkinson杆同步动态标定装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三维冲击力传感器的三轴Hopkinson杆同步动态标定装置及方法，在一维分离式Hopkinson压杆系统中心沿Y轴和Z轴分别加装的Y轴透射弹性杆和Z轴透射弹性杆，形成真三轴加载系统。本发明实现在不同方向上同时产生动态加载，对三维力传感器进行三轴同时标定；避免了三向气源难以解决的同步性问题，巧妙利用弹性变形体的横向泊松效应，进行三维力传感器三维耦合下的动态灵敏度标定；可以对三维力传感器动态线性度进行高精度的标定；该装置也可进行单轴或双轴的动态灵敏度标定，用途广泛，装置操作简单，重复性好，测量加速度计动态线性度的准确精度高。

Description

三维冲击力传感器的三轴Hopkinson杆同步动态标定装置及 方法

技术领域

本发明属于三维冲击力传感器标定装置及方法，涉及一种三维冲击力传感器的三轴Hopkinson杆同步动态标定装置及方法，是一种对三维冲击力传感器进行多维同步动态标定的真三轴Hopkinson杆装置和方法。

背景技术

三维冲击力传感器能同时检测物体在三维坐标空间的实际受力情况，广泛应用在机器人、发动机、航空以及卫星测试领域，其工况必须经受动态冲击载荷的作用，这对传感器的动态响应速率及灵敏度提出了更高的应用，因此必须对多维冲击力传感器进行使用前的动态标定，以确保其技术性能满足试验的要求。

目前对于三维或者多维冲击力传感器的校准装置，标准力的获取方法通常分为砝码转动产生的离心力、机械传动力以及液压传动力。参照图1，文献1：多维冲击力传感器的动态标定研究[J].机械制造与自动化，白文聪(2015)，公开了一种提出了一套对六维力传感器进行动态标定的系统。该装置包括有转子15、伺服电机16、标准质量17、安装工装18、传感器19和大理石水平台面20。该系统以高精度伺服电机为精确动力源，以高精度砝码作为标准质量，通过伺服电机带动标准质量做匀圆周运动，将随时间变化的标准质量块上的离心力作为标定系统的标定绝对量。系统分为水平测试平台和垂直测试平台，水平测试平台可以将传感器x、y方向经行精确的标定，垂直测试平台将标准质量块安装在竖直平面内产生标准力，可以对z轴力进行精确的动态标定。文献2：Design,development,andcalibration of a force-moment measurement system for wheel–rail contactmechanics in roller rigs，Measurement，Meymand S Z，Ahmadian M.(2016)，公开了一种类似的转动台标定装置，标准力的范围在10KN以下，通过设计多维冲击力传感器的安装方式，可实现对多维冲击力传感器的三轴标定。ZL201010103946.2公开了一种大型多维力传感器标定加载台，其采用液压缸进行加载，标定量程大且加载精度高，且通过调节液压系统压力易实现加载力连续可调。目前的液加载校准装置无法实现高加载速率下的动态标定，无法获得多维冲击力传感器感受动态力的灵敏度系数。

参照图2，文献3：Split Hopkinson pressure bar technique for dynamiccalibration of force transducers.SP Swedish National Testing and ResearchInstitute，Farm(2003)，公开了一种对力传感器进行一维动态脉冲标定的方法。该装置包括有气动发射炮管21、子弹22、波形整形器23、入射弹性杆24、应变片25、待测力传感器26、透射弹性杆27、阀门控制器28、气源29。进行力传感器动态标定时，首先将待测力传感器26置于入射弹性杆24和透射弹性杆27之间。然后，利用子弹22冲击入射弹性杆24产生激励脉冲，产生的激励脉冲作为入射波通过入射弹性杆24加载至力传感器26，一部分在与力传感器26接触的界面上产生反射波沿入射弹性杆24反相传播，另一部分经过力传感器26传至透射弹性杆27产生透射波。用分别位于入射弹性杆24和透射弹性杆27表面的两个应变片25记录入射波、反射波和透射波，利用一维弹性应力波理论和分离式Hopkinson压杆原理即可对力传感器26进行一维动态脉冲标定。

总结三维冲击力传感器的标定方法，目前主要存在三大关键性的难点：1)三维冲击力传感器自身存在维间耦合作用，而三维交叉灵敏度是三维力传感器在实际应用中最重要的性能参数。目前的三维力传感器标定方法主要是在参考单轴力传感器标定方法的基础上，依次对三维力传感器的每个方向的灵敏度分别标定。例如，文献1以及文献2中提出的旋转台标定装置实现了在特定频率范围下对传感器的动态标定，缺点是无法进行三维同步标定，只能分别进行对X、Y向的水平标定和对Z向的垂直标定，无法对三维力传感器进行维间解耦。同时，旋转台标定装置可产生的标准力仅限于10³N以下，并且砝码与转子之间的摩擦力对校准精度产生较大的影响。参考文献3中的方法，Hopkinson杆装置可以产生不同幅值范围的冲击脉冲，可以对某一方向进行准确地冲击标定，但是利用一维Hopkinson杆仅能对三维冲击力传感器的各个方向逐一进行动态标定，同样无法获得三维冲击力传感器在维间耦合作用下的交叉动态灵敏度。2)三维冲击力传感器的标定装置在三个轴向上也存在着很强的运动交叉耦合。要实现三轴同时产生标准力，使得三维力传感器弹性体基座在三个轴向上同时产生弹性变形，且不相互影响，必须对标定装置和各单轴之间安装机械解耦装置。解耦装置既能传递标准力，在传力方向上有足够的驱动刚度，又要最大限度的减小其在非传力方向上的侧向限位约束，同时还需要减小标定装置中连接件与被连接件间的摩擦力，对解耦结构设计、材料选择和加工精度方面具有很高的要求，并且很难实现。例如，专利ZL201010103946.2公开的大型三维力传感器标定加载台，采用液压缸产生标准力，可进行大量程的静力标定，缺点是无法解决液压缸之间存在的维间运动耦合效应。3)目前三维力传感器的标定方法均集中在静力标定和特定低频率范围内的动态标定，而在冲击载荷下动态灵敏度的同步标定方法目前尚未见报道。由于冲击载荷的脉宽时间非常短，保证不同维度上的激励信号的同时性是最主要的困难，并且需要设计复杂的多轴加载杆运动解耦结构，目前尚难以实现。因此目前急需一种可在不同方向上同步完成动态脉冲加载，使得三维力冲击传感器的弹性体基座在三个轴向上同时发生弹性变形，可对三维冲击力传感器进行三轴同时动态标定的新装置。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种三维冲击力传感器的三轴Hopkinson杆同步动态标定装置及方法。

要解决的技术问题：三维冲击力传感器的动态特性存在维间耦合，如何在动态校准中实现三维解耦，因此需要对参考图2中的单轴动态脉冲标定系统进行改进，利用三轴Hopkinson杆系统实现三维激励信号同时加载力传感器对其进行动态脉冲标定。对三维冲击力传感器进行三维同时动态脉冲标定时，需要保证不同维度上的激励脉冲同时到达待测力传感器。动态激励脉冲脉宽一般为十几到几百微秒，如果利用相互独立的激励脉冲发生系统分别沿不同维度对力传感器进行加载，则同时性很难保证。因此需要对不同维度上激励脉冲的发生原理进行设计，从而保证对力传感器在不同维度上加载的同时性。

技术方案

一种三维冲击力传感器的三轴Hopkinson杆同步动态标定装置，包括沿X轴为由X轴入射弹性杆7和X轴透射弹性杆8一维分离式Hopkinson压杆系统；其特征在于还包括发射气室1、发射阀2、发射炮管3、撞击杆4、聚四氟乙烯托弹器5、脉冲整形器6和在一维分离式Hopkinson压杆系统中心沿Y轴和Z轴分别加装的Y轴透射弹性杆9和Z轴透射弹性杆10，形成真三轴加载系统；发射气室1通过发射阀2连接发射炮管3、撞击杆4和脉冲整形器6，撞击杆4的两端为聚四氟乙烯托弹器5；脉冲整形器6通过一段透射弹性杆和入射杆电液伺服控制系统12连接X轴入射弹性杆7，每根透射弹性杆上粘贴有应变计，每根透射弹性杆的端点设有透射弹性杆电液伺服控制系统13，电液伺服控制系统的推杆前端设有标准力传感器；所述撞击杆4的常态置于发射炮管3内；所述X轴、Y轴和Z轴的弹性杆的截面相同，长度相同；待测三维冲击力传感器14置于三轴中心。

所述X轴、Y轴和Z轴的射弹性杆采用空心方杆或者圆截面杆。

所述空心方杆采用钛合金方杆。

所述X轴、Y轴和Z轴的射弹性杆的截面为20mm*20mm时，撞击杆4的截面为20mm*20mm，聚四氟乙烯托弹器5的中心截面为20mm*20mm，发射炮管3的内径为30mm，发射阀2的进出口通径为30mm。

一种利用所述三维冲击力传感器的三轴Hopkinson杆同步动态标定装置对三维冲击力传感器的动态灵敏度标定的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将待测三维冲击力传感器14放置于三维Hopkinson杆六根标准杆中间的加载位置，通过X方向的入射弹性杆电液伺服控制系统12和透射弹性杆电液伺服控制系统13对待测三维冲击力传感器14施加三轴静载，载荷大小由电液伺服控制系统的推杆前端安装的标准力传感器输出，并读取三维力传感器的输出数据；

步骤2：将撞击杆4置于发射炮管5内，待发射气室1气压达到所设预定值，打开发射阀2，这时撞击杆通过一段透射弹性杆和入射杆电液伺服控制系统12撞击X轴入射弹性杆7，X轴入射弹性杆7产生沿X轴向的动态加载应力波，对待测三维冲击力传感器14的X向进行加载，部分应力波反射回来被入射弹性杆上的应变计11记录下来作为反射波，部分应力波进入X轴透射弹性杆8，由X轴透射弹性杆8上应变计11记录为透射波；与此同时，由于泊松效应，三轴力传感器的弹性体基座沿Y和Z方向同样发生动态变形，产生的波形分别由Y向、Z向的Y轴透射弹性杆9以及Z轴透射弹性杆10上粘贴的应变计11采集得到；根据一维应力波理论分别计算X、Y和Z方向的动载荷；

步骤3：调整气源预设气压值，重复步骤2，并根据三维冲击力传感器输出的三维力载荷数据，完成对三维冲击力传感器的动态灵敏度标定。

有益效果

本发明提出的一种三维冲击力传感器的三轴Hopkinson杆同步动态标定装置及方法，建立一套具有真三轴(X，Y，Z轴)冲击加载及测试功能的三维Hopkinson杆系统，可对三维冲击力传感器的灵敏度及线性度进行精确动态标定。该装置沿X轴为传统的一维分离式Hopkinson压杆系统，包含一根和一根透射弹性杆，沿Y和Z轴分别加装两根透射弹性杆，所有弹性杆上在适当位置粘贴高精度应变计，从而组成真三轴加载及测试系统。待测三维冲击力传感器的弹性体基座安装在六根透射弹性杆中间，保证弹性变形体基座与三个方向的弹性杆紧密接触。在X，Y，Z三个方向的透射弹性杆外侧，分别加装电液伺服控制系统，可以对待标定力传感器的三个主应力方向施加真三轴静载，使其保持稳定的真三轴应力状态，利用电液伺服控制系统和安装在油缸推杆端部的标准力传感器，载荷大小可以进行精确控制。沿X轴向，利用传统一维Hopkinson压杆中的撞击杆撞击入射弹性杆产生冲击加载波，冲击加载波沿X轴的入射弹性杆传递至三维力传感器处，引起传感器弹性体基座在X轴向的动态弹性变形，从而导致弹性体上的感应元件输出冲击力值，完成X轴向的灵敏度动态标定。与此同时，该三轴Hopkinson杆系统可以巧妙利用三维力传感器弹性体基座的横向动态泊松效应，其在Y、Z轴向上的动态变形可以在Y、Z向的透射弹性杆中产生透射波，并通弹性杆上粘贴的应变片记录下来。由于所有弹性杆的波阻抗相同，应变计粘贴位置相同，可以保证三维冲击力传感器在三个方向的动态响应是同步发生并且被同步采集。本装置可以实现的另外一个重要功能是可以对三维冲击力传感器进行三维动态线性度的标定。通过将装置X轴向的发射炮管更换为双管发射炮管，撞击杆更换为由外厚壁管弹体和内柱体弹体制作成滑动配合的双弹撞击体，可以进行异步或者同步撞击，在三维力传感器处很容易形成冲击脉冲的单次加载和它们共同作用的叠加，从而对三维冲击力传感器的动态线性度进行准确标定。本装置可对三维冲击力传感器的动态特性进行维间解耦。本装置不仅可进行三维的同步动态标定，还可以进行一维动态标定以及二维同步动态标定。由于只在单一轴向上通过撞击产生冲击脉冲，利用三维力传感器弹性体的横向泊松效应在其他两个轴向上产生同时的弹性变形，不需要针对标定装置本身的运动解耦结构，大大简化了标定装置的复杂性，提高了标定精度。

对此，本发明采用的具体结构装置在X方向为传统一维Hopkinson杆，X轴入射弹性杆7和X轴透射弹性杆8上粘贴应变计11用来测试应变信号。撞击杆4外侧装有聚四氟乙烯托弹器5(注：撞击杆4的材料和几何形状改变会产生不同幅值与构形的加载冲击脉冲)，并被一同放置于发射炮管3内。发射炮管3后部装有发射阀2和发射气室1作为发射装置。沿Y和Z方向分别加装两根等长度的Y轴透射弹性杆9以及Z轴透射弹性杆10，并分别粘贴应变计11。X轴的X轴入射弹性杆7和X轴透射弹性杆8以及Y轴透射弹性杆9以及Z轴透射弹性杆10均使用铝合金支座安装在试验平台上，可调节杆件的同轴度和对中度。在X轴入射弹性杆7一侧加装高精度入射弹性杆电液伺服控制系统12，在X轴透射弹性杆8、Y轴透射弹性杆9以及Z轴透射弹性杆10外侧端头加装高精度透射弹性杆电液伺服控制系统13，可对待测三维冲击力传感器14预加静载荷，可以起到动态标定中夹紧传感器的作用。

本发明的有益效果是：1)由于采用三维Hopkinson杆系统，可以实现在不同方向上同时产生动态加载，并利用弹性杆上的应变片采集应力和应变信号，可对三维力传感器进行三轴同时标定；2)采用单发射阀体单气源，避免了三向气源难以解决的同步性问题，巧妙利用弹性变形体的横向泊松效应，可以进行三维力传感器三维耦合下的动态灵敏度标定；3)通过改变撞击杆尺寸和形状，可以根据标定需要控制动态加载脉冲信号的波形、脉宽和幅值；4)通过更换撞击杆为双弹撞击体，可以对三维力传感器动态线性度进行高精度的标定；5)该装置也可进行单轴或双轴的动态灵敏度标定，用途广泛，装置操作简单，重复性好，测量加速度计动态线性度的准确精度高。

附图说明

图1：本发明提出的利用三轴Hopkinson杆动态标定三维冲击力传感器的装置示意视图；

图2：本发明中待测三维冲击力传感器的受载示意图

图3：参考文献1提出的三维冲击力传感器的动态标定方法示意图

图4：参考文献2提出的一维Hopkinson杆动态标定力传感器的方法示意图

图中，1-发射气室；2-发射阀；3-发射炮管；4-撞击杆；5-聚四氟乙烯托弹器；6-脉冲整形器；7-X轴入射弹性杆；8-X轴透射弹性杆；9-Y轴透射弹性杆；10-Z轴透射弹性杆；11-应变计；12-入射弹性杆电液伺服控制系统；13-透射弹性杆电液伺服控制系统；14-待测三维冲击力传感器；15-转子；16-伺服电机；17-标准质量；18-安装工装；19-传感器；20-大理石水平台面；21-气动发射炮管；22-子弹；23-波形整形器；24-入射弹性杆；25-应变片；26-待测力传感器；27-透射弹性杆；28-阀门控制器；29-气源。

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

本发明提出的三轴Hopkinson杆同步动态标定装置包括发射气室1、发射阀2、发射炮管3、撞击杆4、聚四氟乙烯托弹器5、脉冲整形器6、X轴入射弹性杆7、X轴透射弹性杆8、Y轴透射弹性杆9、Z轴透射弹性杆10、应变计11、入射弹性杆电液伺服控制系统12、透射弹性杆电液伺服控制系统13、待测三维冲击力传感器14。本装置沿X轴方向为传统Hopkinson压杆，采用1根截面20mm*20mm，长度2000mm的钛合金方杆(根据传感器结构以及标定要求也可采用不同材料的空心方杆或者圆截面杆)作为X轴入射弹性杆7以及1根截面20mm*20mm，长度1200mm的钛合金方杆作为X轴透射弹性杆8。沿Y轴方向采用2根截面20mm*20mm，长度1200mm的钛合金方杆作为Y轴透射弹性杆9，沿Z轴方向同样采用2根截面20mm*20mm，长度1200mm的钛合金方杆作为Z轴透射弹性杆10。所有弹性杆粗糙度为0.8，且同轴度和直线度在每米0.05mm偏差内。采用1根截面20mm*20mm、长度为100mm的钛合金方杆作为撞击杆4，撞击杆4外部胶粘固定两个聚四氟乙烯托弹器5，聚四氟乙烯托弹器5的外径为30mm，中心为截面为20mm*20mm的方孔。撞击杆4的撞击端面用二硫化钼粘贴脉冲整形器6，通过改变脉冲整形器6的材料(如紫铜片、铝片等)可以获得预期的入射波形。采用外径为40mm，内径为30mm，长度为1500mm的高强钢空心管材作为发射炮管3，管内部研磨抛光，同轴度和直线度在每米0.05mm偏差内。撞击杆4外部固定聚四氟乙烯托弹器5后放置于发射炮管3，与发射炮管3保持间隙配合。在发射炮管3后部连接一个进出口通径为30mm的手动快速响应开启阀即发射阀2，将发射阀2与发射气室1密封连接作为发射装置，发射气室1耐压1MPa。发射气室1、发射阀2、发射炮管3、X轴入射弹性杆7、X轴透射弹性杆8、Y轴透射弹性杆9以及Z轴透射弹性杆10分别通过三维平台上可调节位置的支座安装调整在同轴同心线上。待测三维冲击力传感器14放置于X轴入射弹性杆7、X轴透射弹性杆8、Y轴透射弹性杆9以及Z轴透射弹性杆10各自一侧杆端中间，与杆端端面保持紧密连接。X轴入射弹性杆7的另一侧安装入射弹性杆电液伺服控制系统12，采用空心推杆，通过推动固定在X轴入射弹性杆7上的卡环来施加载荷。X轴透射弹性杆8、Y轴透射弹性杆9以及Z轴透射弹性杆10各自另一侧杆端均连接透射弹性杆电液伺服控制系统13。通过安装于推杆前端的标准力传感器，将静载荷通过三轴杆件施加到待测三维冲击力传感器上，数字控制系统保证施加力的连续和稳定，以标准力传感器的输出作为标准力值。在X轴入射弹性杆7、X轴透射弹性杆8、Y轴透射弹性杆9以及Z轴透射弹性杆10的距传感器接触端面相同距离位置粘贴阻值为120欧姆的应变计11，采用惠斯通电桥半桥接法与超动态应变仪和高精度数据采集器连接作为数据采集系统。在动态标定时，通过入射弹性杆电液伺服控制系统12和透射弹性杆电液伺服控制系统13对待测三维冲击力传感器14预先施加一定静载荷，夹紧处于六根杆中间的待测传感器14。后对发射气室1充入压缩空气，当发射气室1压力到预定值，打开发射阀2，压缩气体瞬间释放，推动撞击杆4撞击X轴入射弹性杆7产生动态压缩应力脉冲，即X轴入射波ε_I,X(t)，动态脉冲传至待测三维冲击力传感器14对其进行加载。加载脉冲的一部分在与待测三维冲击力传感器14接触的界面上产生反射波沿X轴入射弹性杆7反向传播，另一部分经过待测三维冲击力传感器14的弹性体基座传至X轴透射弹性杆8产生X轴透射波ε_T,X(t)。与此同时，由于待测三维冲击力传感器14的弹性体基座的动态横向变形，会分别在Y轴透射弹性杆9中产生Y轴透射波ε_T,Y-1(t)和Y轴透射波ε_T,Y-2(t)以及在Z轴透射弹性杆10中产生Z轴透射波ε_T,Z-1(t)和Z轴透射波ε_T,Y-2(t)。在6根波导杆内传播的应力波形通过粘贴在波导杆上的应变计11采集得到，采集杆中的应变波形后连入计算机根据Hopkinson杆原理进行数据处理。三轴Hopkinson杆系统在X、Y和Z方向上均满足Hopkinson杆基本原理，满足一维应力波基本假定以及应力/应变均匀化假定。待测传感器作用的实际载荷分为三轴方向的静载荷和动载荷。静载荷F_S由电液伺服系统和标准力传感器得到。动载荷F_D由三维Hopkinson杆系统的弹性杆所贴高精度应变片获得的冲击波形经由一维应力波理论进行数据处理得到。X方向的动载荷为F_D,X(t)＝E₀A₀ε_T,X(t)。通过对Y和Z方向两根弹性杆上采集到的透射波求平均值作为各自轴向上的动态脉冲波形，Y和Z方向上的动载荷可由下式计算得到

及

其中E₀和A₀分别为弹性杆的弹性模量和横截面积。通过三轴Hopkinson杆系统处理得到的三维动态载荷与待测三维冲击力传感器14自身输出的数据参数进行分析处理，从而完成对三维冲击力传感器灵敏度的三轴同步动态标定。

测试步骤：

第一步：将待测三维冲击力传感器14放置于三维Hopkinson杆的加载位置(六根标准杆中间位置)，通过三个方向的入射弹性杆电液伺服控制系统12和透射弹性杆电液伺服控制系统13对待测三维冲击力传感器14施加一定载荷的三轴静载，载荷大小由电液伺服控制系统的推杆前端安装的标准力传感器输出，并读取三维力传感器的输出数据。

第二步：将撞击杆4放置于发射炮管5内，待发射气室1气压达到所设预定值，打开发射阀2，这时撞击杆撞击X轴入射弹性杆7，产生沿X轴向的动态加载应力波，对待测三维冲击力传感器14的X向进行加载，部分应力波反射回来被入射弹性杆上的应变计11记录下来作为反射波，部分应力波进入X轴透射弹性杆8，由X轴透射弹性杆8上应变计11记录为透射波。与此同时，由于泊松效应，三轴力传感器的弹性体基座沿Y和Z方向同样发生动态变形，产生的波形分别由Y向、Z向的Y轴透射弹性杆9以及Z轴透射弹性杆10上粘贴的应变计11采集得到。根据一维应力波理论分别计算X、Y和Z方向的动载荷。

第三步：调整气源预设气压值，重复步骤二，并根据三维冲击力传感器输出的三维力载荷数据，完成对三维冲击力传感器的动态灵敏度标定。

Claims (3)

1.一种三维冲击力传感器的三轴Hopkinson杆同步动态标定装置，包括沿X轴为由X轴入射弹性杆(7)和X轴透射弹性杆(8)一维分离式Hopkinson压杆系统；其特征在于还包括发射气室(1)、发射阀(2)、发射炮管(3)、撞击杆(4)、聚四氟乙烯托弹器(5)、脉冲整形器(6)和在一维分离式Hopkinson压杆系统中心沿Y轴和Z轴分别加装的Y轴透射弹性杆(9)和Z轴透射弹性杆(10)，形成真三轴加载系统；发射气室(1)通过发射阀(2)连接发射炮管(3)、撞击杆(4)和脉冲整形器(6)，撞击杆(4)的两端为聚四氟乙烯托弹器(5)；脉冲整形器(6)通过一段透射弹性杆和入射杆电液伺服控制系统(12)连接X轴入射弹性杆(7)，每根透射弹性杆上粘贴有应变计，每根透射弹性杆的端点设有透射弹性杆电液伺服控制系统(13)，电液伺服控制系统的推杆前端设有标准力传感器；所述撞击杆(4)的常态置于发射炮管(3)内；所述X轴、Y轴和Z轴的弹性杆的截面相同，长度相同；待测三维冲击力传感器(14)置于三轴中心；

所述X轴、Y轴和Z轴的射弹性杆采用空心方杆或者圆截面杆；

所述X轴、Y轴和Z轴的射弹性杆的截面为20mm*20mm时，撞击杆(4)的截面为20mm*20mm，聚四氟乙烯托弹器(5)的中心截面为20mm*20mm，发射炮管(3)的内径为30mm，发射阀(2)的进出口通径为30mm。

2.根据权利要求1所述三维冲击力传感器的三轴Hopkinson杆同步动态标定装置，其特征在于：所述空心方杆采用钛合金方杆。

3.一种利用权利要求1～2所述任一项三维冲击力传感器的三轴Hopkinson杆同步动态标定装置对三维冲击力传感器的动态灵敏度标定的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将待测三维冲击力传感器(14)放置于三维Hopkinson杆六根标准杆中间的加载位置，通过X方向的入射弹性杆电液伺服控制系统(12)和透射弹性杆电液伺服控制系统(13)对待测三维冲击力传感器(14)施加三轴静载，载荷大小由电液伺服控制系统的推杆前端安装的标准力传感器输出，并读取三维力传感器的输出数据；

步骤2：将撞击杆(4)置于发射炮管(5)内，待发射气室(1气压达到所设预定值，打开发射阀(2)，这时撞击杆通过一段透射弹性杆和入射杆电液伺服控制系统(12)撞击X轴入射弹性杆(7)，X轴入射弹性杆(7)产生沿X轴向的动态加载应力波，对待测三维冲击力传感器(14)的X向进行加载，部分应力波反射回来被入射弹性杆上的应变计(11)记录下来作为反射波，部分应力波进入X轴透射弹性杆(8)，由X轴透射弹性杆(8)上应变计(11)记录为透射波；与此同时，由于泊松效应，三轴力传感器的弹性体基座沿Y和Z方向同样发生动态变形，产生的波形分别由Y向、Z向的Y轴透射弹性杆(9)以及Z轴透射弹性杆(10)上粘贴的应变计(11)采集得到；根据一维应力波理论分别计算X、Y和Z方向的动载荷；

步骤3：调整气源预设气压值，重复步骤2，并根据三维冲击力传感器输出的三维力载荷数据，完成对三维冲击力传感器的动态灵敏度标定。

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