CN109443636B - 一种应变式压力测试系统的动态响应评价装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应变式压力测试系统的动态响应评价装置，属于评价测试领域，包括底座、压力传感器、连接块、弹性装置、导轨、固定磁铁、测速磁铁、电磁感应盒、驱动机构、滑块、弹射弹簧、顶座；弹性装置的下端通过连接块到压力传感器的感应端，导轨的一端穿过弹性装置的中心后与连接块固定连接，两块固定磁铁对称固定在弹性装置上端前后两侧，测速磁铁固定在弹性装置上端右侧，滑块和电磁感应盒固定在一起，均套接在导轨上，滑块的外壁具有齿，驱动机构与齿耦合，弹射弹簧的一端与滑块抵接，弹射弹簧的另一端与顶座固定连接，顶座固定在导轨的另一端。该评价装置具有很好的可移植性，对于不同的压力试验采集系统的评价、验证均适用。
Description
技术领域
本发明涉及一种应变式压力测试系统的动态响应评价装置，作为一个标准已知信号发生源，来检验实验系统的动态响应、信号采集的准确性等，属于试验测试技术领域。
背景技术
随着科学技术的不断发展,需要进行动态测试、信号采集的领域不断增加。在试验测试过程中经常需要确定的信号作为输入来检验、评价试验系统的动态响应特性、准确性。信号发生器又称信号源，由仪器的核心部分产生，再经过放大、衰减等信号调理环节，最后向仪器外部输出信号。信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。但是信号发生器往往价格昂贵、体积较大、功能固定，应用场合受到一定限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种应变式压力测试系统的动态响应评价装置。该装置产生一种已知的标准压力信号，作为实验系统的信号输入，以此来评价实验系统的动态响应特性及其信号采集的准确性。本发明装置具有价格低廉、占据空间小、较好的移植性的特点。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种应变式压力测试系统的动态响应评价装置，包括底座、压力传感器、连接块、弹性装置、导轨、固定磁铁、测速磁铁、电磁感应盒、驱动机构、滑块、弹射弹簧、顶座；压力传感器的基座固定连接在底座上，连接块固定连接在压力传感器的感应端，弹性装置的下端固定连接在连接块上，导轨的一端穿过弹性装置的中心后与连接块固定连接，两块固定磁铁对称固定在弹性装置上端前后两侧，测速磁铁固定在弹性装置上端右侧，滑块和电磁感应盒固定在一起，均套接在导轨上，滑块的外壁具有齿，驱动机构与齿耦合，弹射弹簧的一端与滑块抵接，弹射弹簧的另一端与顶座固定连接，顶座固定在导轨的另一端。
进一步的，所述弹性装置包括固定平板、调节螺母、弹簧、预紧螺栓、托盘，所述固定平板固定在连接块上，托盘和固定平板通过若干组相配合的预紧螺栓和调节螺母相连接，每个预紧螺栓上设置有弹簧，弹簧的一端抵住固定平板，弹簧的另一端抵住托盘，固定磁铁和测速磁铁均固定在托盘上表面。
进一步的，驱动机构包括依次耦合的齿轮组、减速箱和力矩电机，齿轮组中与滑块上的齿相啮合的齿轮为对称不完全大齿轮。
进一步的，所述齿轮组由一个对称不完全大齿轮和一个小齿轮构成。
进一步的，小齿轮通过联轴器与减速箱相连。
进一步的，所述电磁感应盒的外部具有测速霍尔传感器和吸合霍尔传感器，测速霍尔传感器引向电磁感应盒内部连接第一放大电路；吸合霍尔传感器引向电磁感应盒的内部连接第二放大电路，第二放大电路再连接电磁铁。
进一步的，预紧螺栓有四根，沿圆周方向均匀分布。
进一步的，所述测速磁铁由两块沿高度方向具有设定距离的磁铁组成。
进一步的，顶座下表面对称地设置有四个弹射弹簧。
本发明的有益效果是：提供了一种机构简洁、成本低廉、具有较好可移植性的压力测试系统评价装置。该装置产生一种已知的标准压力信号，作为实验系统的信号输入，以此来评价实验系统的动态响应特性及其信号采集的准确性。
附图说明
图1是本发明应变式压力信号发生器装置的系统结构正视图；
图2是图1的B-B剖视图；
附图中标记含义如下：底座1、紧固螺栓2、压力传感器3、连接螺栓4、连接块5、固定平板6、调节螺母7、弹簧8、预紧螺栓9、托盘10、测速磁铁11、导轨12、固定磁铁13、电磁感应盒14、齿轮组15、滑块16、弹射弹簧17、顶座18。
具体实施方式
下面结合示图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
参照图1、图2，本发明提供一种应变式压力测试系统的动态响应评价装置，包括底座1、压力传感器3、连接块5、弹性装置、测速磁铁11、导轨12、固定磁铁13、电磁感应盒14、驱动机构、滑块16、弹射弹簧17、顶座18；压力传感器3的基座通过紧固螺栓2固定连接在底座1上，连接块5固定连接在压力传感器3的感应端，弹性装置的下端固定连接在连接块5上，导轨12的一端穿过弹性装置的中心后与连接块5(连接块5由一根矩形钢管与矩形钢管长度相等、宽度适宜的矩形钢板焊接而成，矩形钢板通过连接螺栓4固定连接在压力传感器3的感应端)固定连接，两块固定磁铁13对称固定在弹性装置上端前后两侧，测速磁铁11固定在弹性装置上端右侧，滑块16和电磁感应盒14固定在一起，均套接在导轨12上，可沿导轨12做自由落体运动；滑块16的外壁具有齿，驱动机构与齿耦合，顶座18下面对称地设置有四个弹射弹簧17，弹射弹簧17的一端与滑块16抵接，弹射弹簧17的另一端与顶座18固定连接，顶座18固定在导轨12的另一端。
进一步的技术方案是，所述弹性装置包括固定平板6、调节螺母7、弹簧8、预紧螺栓9、托盘10，所述固定平板6固定在连接块5上，托盘10和固定平板6通过四组相配合的预紧螺栓9和调节螺母7相连接，每个预紧螺栓9上设置有弹簧8，弹簧8的一端抵住固定平板6，弹簧8的另一端抵住托盘10，可通过调节调节螺母7的位置来调节弹簧8的预紧力。两块固定磁铁13对称固定在托盘10上表面前后两侧，测速磁铁11固定在托盘10上表面右侧。托盘10中心开孔，不与导轨12连接，使得托盘10可随弹簧8一起上下振动。
进一步的技术方案是，驱动机构包括依次耦合的齿轮组15、减速箱和力矩电机；齿轮组15中与滑块16上的齿相啮合的齿轮为对称不完全大齿轮，所述齿轮组15由一个对称不完全大齿轮和一个小齿轮构成；小齿轮通过联轴器与减速箱相连，可根据实验所需的压力大小调节滑块16与大齿轮相啮合的齿数，实现压力大小的控制。
进一步的技术方案是，所述电磁感应盒的外部具有用于测速和吸合滑块的测速霍尔传感器和吸合霍尔传感器，测速霍尔传感器引向电磁感应盒内部连接第一放大电路，吸合霍尔传感器引向电磁感应盒的内部连接第二放大电路，第二放大电路再连接电磁铁。
在实验开始之前，根据实验的具体情况，确定弹射弹簧17的压缩量，从而确定滑块16和齿轮组15啮合的初始位置。实验开始时，启动力矩电机驱动齿轮组15转动，齿轮组15中的对称不完全大齿轮带动滑块16沿导轨12向上运动，此时，弹射弹簧17开始被压缩，滑块16通过弹射弹簧17存储的弹性势能为滑块16提供一个初始动能，通过这样的方式，可增大压力信号产生的范围，并且滑块16的初速度大小可控。当转动到齿轮缺失部分的时候，在弹射弹簧17的弹力和重力作用下，滑块16以一定的初速度下落，与托盘10发生碰撞。当滑块16下落进入对置固定磁铁13的磁场中时，滑块16下方用于吸合滑块的吸合霍尔传感器感应产生电压，经过第二放大电路接通电磁铁，使得滑块16与托盘10在碰撞的一瞬间吸附为一体，避免产生二次碰撞。碰撞产生的压力通过弹性装置传递给连接块5，并经连接螺栓4以弯矩的形式传递给压力传感器3。压力传感器3接受压力信号，输出一个压力电压信号，以此作为整个实验系统的输入信号，用于验证其他实验系统的动态响应特性及其信号采集的准确性。另一方面，当滑块16在下落到将要触碰到托盘10时，滑块16下方的测速霍尔传感器也会依次感应到两块测速磁铁11的磁场，产生两个脉冲信号，通过第一放大电路，信号解析得到两个脉冲之间的时间间隔。而两个测速磁铁之间的距离是确定的，即可得出滑块16在碰撞前一瞬间的速度。根据动量定理模拟计算，得出相应的碰撞压力大小，故每次碰撞产生的压力信号均是标准已知的。
在试验过程中可以根据试验的具体需求，调整弹射弹簧的压缩量，实现满足试验需求的压力信号输出。本发明所涉及的机械装置具有成本低、使用寿命长、操作简单方便以及可移植性好的特点。
弹性装置一方面对滑块15的冲击起一定的缓冲作用，避免了滑块15直接对压力传感器的刚性冲击，延长传感器的工作寿命，另一方面可模拟振荡压力信号的产生，且压力信号大小与其下落高度或者弹射弹簧的压缩量一一对应，因此可以以此标准压力信号来检验实验系统对于压力信号采集的准确性。
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (4)
1.一种应变式压力测试系统的动态响应评价装置，其特征在于：包括底座、压力传感器、连接块、弹性装置、导轨、固定磁铁、测速磁铁、电磁感应盒、驱动机构、滑块、弹射弹簧、顶座；压力传感器的基座固定连接在底座上，连接块固定连接在压力传感器的感应端，弹性装置的下端固定连接在连接块上，导轨的一端穿过弹性装置的中心后与连接块固定连接，两块固定磁铁对称固定在弹性装置上端前后两侧，测速磁铁固定在弹性装置上端右侧，滑块和电磁感应盒固定在一起，均套接在导轨上，滑块的外壁具有齿，驱动机构与齿耦合，弹射弹簧的一端与滑块抵接，弹射弹簧的另一端与顶座固定连接，顶座固定在导轨的另一端；
所述弹性装置包括固定平板、调节螺母、弹簧、预紧螺栓、托盘，所述固定平板固定在连接块上，托盘和固定平板通过若干组相配合的预紧螺栓和调节螺母相连接，每个预紧螺栓上设置有弹簧，弹簧的一端抵住固定平板，弹簧的另一端抵住托盘，固定磁铁和测速磁铁均固定在托盘上表面；
驱动机构包括依次耦合的齿轮组、减速箱和力矩电机，齿轮组中与滑块上的齿相啮合的齿轮为对称不完全大齿轮；
所述电磁感应盒的外部具有测速霍尔传感器和吸合霍尔传感器，测速霍尔传感器引向电磁感应盒内部连接第一放大电路；吸合霍尔传感器引向电磁感应盒的内部连接第二放大电路，第二放大电路再连接电磁铁；
所述测速磁铁由两块沿高度方向具有设定距离的磁铁组成；
顶座下表面对称地设置有四个弹射弹簧。
2.根据权利要求1所述的一种应变式压力测试系统的动态响应评价装置，其特征在于：所述齿轮组由一个对称不完全大齿轮和一个小齿轮构成。
3.根据权利要求2所述的一种应变式压力测试系统的动态响应评价装置，其特征在于：小齿轮通过联轴器与减速箱相连。
4.根据权利要求1所述的一种应变式压力测试系统的动态响应评价装置，其特征在于：预紧螺栓有四根，沿圆周方向均匀分布。
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