CN110375896B - 基于液体滴定的压阻传感器动静态特性标定装置及其方法 - Google Patents

基于液体滴定的压阻传感器动静态特性标定装置及其方法 Download PDF

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Abstract

基于液体滴定的压阻传感器动静态特性标定装置及其方法,包括:升降系统、测量系统、滴定系统。所述的升降系统包括底座及紧贴在底座上方的支撑轴,上方安装有滑轨升降台支撑板;所述的测量系统包括滑轨升降台上的电子天平和电阻表,电子天平上部放置待标定压阻传感器,压阻传感器外接一个电阻表;所述滴定系统结构为:底座上的光轴上端设置有蓄液池支撑板,其上方设置有液体速度调节系统和蓄液池,其下方设置有两根自由伸长的弹簧,水箱悬挂在弹簧上;静态标定方式通过开关电磁阀给压阻传感器加载给定的压力;动态标定方式通过调节管径权值网络,实现加载在传感器上的压力持续变化,本发明解决了传统标定方式压阻传感器受力不均以及动态标定难以实现的难题。

Description

基于液体滴定的压阻传感器动静态特性标定装置及其方法
技术领域
本发明涉及一种传感器动静态特性标定技术领域,尤其涉及一种基于液体滴定的压阻传感器动静态特性标定装置及其方法。
背景技术
压阻式压力传感器受制造工艺和测量环境的影响,其输出大都具有一定的非线性,其中以温度的影响最为明显。为了确保测试仪器的精度和灵敏度,保证测试仪器测量数据的误差不超出规定的范围,应进行测试仪器示值与标准值校对工作,这一工作过程称为对测试仪器的标定。压阻传感器在使用过程中都有温漂、时漂或某些固有参数发生变化的现象。因此,压阻传感器在使用了很久后,需要标定其压力与输出电压的对应关系,以达到预期的测量精度。
压力传感器的标定又分为静态标定和动态标定。静态标定是在静态标准条件下,对传感器的静态特性指标进行确定,这里的静态条件指无加速度,振动和冲击,环境温度一般为室温;动态标定是指给传感器一个动态输入信号,观测传感器的动态响应指标。
现有的压力传感器静态特性标定方法有砝码式机械压力标定、气压标定、液压标定、静压标定等方式。砝码式机械压力标定是将不同质量的砝码作为压力源,该方式明显的缺点是难以进行动态标定。气压标定是将气压检定装置产生的气压作为标准气压真值,将此气压施加于待标定的压阻传感器上,得到待标定压力的输出数据和校准数据。液压检定装置要控制产生标准的液压源,然后施加于压阻传感器上进行压阻传感器特性标定。但这两种方式都要保证压力源的精确性,因此需要一个复杂的压力产生和压力控制系统,实现成本非常高。而且这两种方式产生一个标准的压力源之前,都需要一个较长的稳定控制时间,当实现动态特性标定时,需要一个准确可变的压力源,用这两种方式标定需要耗费很长的时间,快速的动态特性标定难以实现。静压标定是将压阻传感器浸在标准压力的液体中,然后测量压阻的传感器的各项性能,但这种方法只适用于膜式压阻传感器,并且动态特性标定时,要产生一定频率可变的压力值,难于实现。
现有的压力传感器动态特性标定方法比较典型的有高压气体激波管法、冲激函数发生器法和落锤压力标定法。高压气体激波管法利用高压气体激波管作为信号发生器,产生近似于理想的阶跃压力信号,作用于压力传感器,然后对响应信号进行适当的处理,可以得到系统的频域响应函数等动态特性指标,这种方式的主要缺点是气体激波管产生的压力曲线时间比较短,一般为4~8ms,对低频的动态信号不适用;冲激函数发生器法通过冲激函数发生器可以产生近似于理想的冲激函数信号,对冲激函数的输出信号进行傅里叶变换即可得到系统的频响函数。该方法具有很好的适应性,可以相对准确的测得传感器主共振频率,但是这种方法在实验过程中受干扰严重,所得的信号质量较差。落锤压力标定法由落锤压力标定装置作为动态标定的信号源产生形如半正弦且脉宽、峰值可调的压力脉冲,进而完成标定。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1、本发明公开的压阻传感器动静态特性标定方法及装置采用液体滴定的方法,液体滴定速度可调,从而动静态标定速度可调,解决了动态特性标定低成本实现的难题。
2、采用液体滴定的方式,液体液面自动水平,中心处于水箱中心,且加载在压阻传感器上的可以缓慢变化,不易对压阻传感器造成破坏,并且标定过程中压力调节范围大。
3、在保证测量精度的前提下,采用水箱、弹簧、电子天平等易于获得、价格低廉的装置实现压阻传感器特性标定,较之于传统的标准压力标定法,标定的成本大大降低。
4、调节滴定速度时,采用滴定管径权值网络,调节效率高,使液体的滴定速度在一定范围内可调,这样保证了加载在压阻传感器上的压力、液体滴定速度可调,有更好的标定效果。
5、在电子天平的底部安装四个滚珠式万向轮,用来消除滴定产生的水平方向的力,减少了标定过程中其他外力的干扰。
6、在整个滴定装置调零后,电子天平的示数就等于加载在压阻传感器上的力,误差源减少,提高了整个系统的精度。
发明内容
针对压阻传感器动静态特性标定成本高、动态标定难以实现并且精度较低等问题,本专利进一步研究相关技术,以降低压阻传感器动静态标定成本,提高标定精度。
本发明提出一种基于液体滴定的压阻传感器动静态特性标定装置,包括升降系统、测量系统、滴定系统,所述的升降系统包括底座、底座上方设置有支撑轴,支撑轴上方安装有滑轨升降台支撑板,所述的测量系统为设置在滑轨升降台上的电子天平,电子天平的下部安装有四个滚珠式万向轮,水箱通过压阻传感器设置在电子天平上,其上部放置待标定的压阻传感器,压阻传感器外接一个电阻表,所述的测量系统为设置在底座上的光轴,光轴的上端设置有蓄液池支撑板,蓄液池支撑板上方设置有液体速度调节系统、蓄液池;所述的蓄液池支撑板下方设置两根自由伸长的弹簧,水箱悬挂在弹簧上。
所述的支撑轴设置为T型导轨;其中T型导轨上设置有T型滑块,T型导轨上设置有手摇升降轮,所述的手摇升降轮、限位螺钉。
所述的水箱设置为锥形水箱,通过弹簧连接在蓄液池支撑板下端。水箱通过压阻传感器连接在电子天平上。
所述的液体速度调节系统内设置有滴定速度调节权值控制模块,控制模块控制不同权值粗细滴定管开关,滴定管的管径分别为1mm、2mm、4mm、8mm、16mm;滴定管径为1mm的滴定管上设置电磁压力夹,通过通电形成电磁力作用在最细的导管上,通过力的大小改变来微调最小液体流速。
一种基于液体滴定的压阻传感器静态标定方法为:
步骤1:水箱(12)悬挂在弹簧(14)上,将滚珠式万向轮(8)安装在电子天平(9)底部,电子天平(9)连同滚珠式万向轮(8)放置在滑轨升降台支撑板(7)上,将待标定压阻传感器(10)放置在电子天平的托盘上,按下电子天平(9)的去皮按钮进行去皮,使电子天平(9)的示数为零;
步骤2:转动手摇升降轮(5)控制滑轨升降台支撑板(7)升降,使其上电子天平(9)缓慢上升,直到压阻传感器(10)与水箱(12)底部接触,并且电子天平(9)有示数;然后微微转动手摇升降轮(5),使电子天平(9)缓慢下降,直到电子天平(9)示数为零;
步骤3:根据待标定加载在压阻传感器上的压力,在液体速度调节系统(15)内选择一个或者多个不同权值粗细的滴定管;
步骤4:打开选定的滴定管的滴定阀,进行液体滴定。滴定的液体使水箱中(12)水的重力缓慢增加。此时加载在压阻传感器(10)上的压力就等于电子天平(9)测得的压力;
步骤5:当电子天平(9)测得的压力等于待标定加载在压阻传感器上的压力时,关闭滴定阀,待电子天平示数稳定以后,记下电子天平(9)的示数和电阻表(11)的示数,得到一组压力-电阻值数据;
步骤6:倒出水箱中的水;
步骤7:更改待标定加载在压阻传感器上的压力,依次重复步骤1到步骤6,得到多组压力-电阻值数据,完成压阻传感器(10)的静态标定。
一种基于液体滴定的压阻传感器动态特性标定方法为两种:动态标定方法可标定压阻传感器的阶跃响应和持续性的冲击响应。
标定压阻传感器的阶跃响应方法为:
步骤1:水箱(12)悬挂在弹簧(14)上,将滚珠式万向轮(8)安装在电子天平(9)底部,电子天平(9)连同滚珠式万向轮(8)放置在滑轨升降台支撑板(7)上,将待标定压阻传感器(10)放置在电子天平的托盘上,按下电子天平(9)的去皮按钮进行去皮,使电子天平(9)的示数为零;
步骤2:转动手摇升降轮(5)控制滑轨升降台支撑板(7)升降,使其上电子天平(9)缓慢上升,直到压阻传感器(10)与水箱(12)底部接触,并且电子天平(9)有示数;然后微微转动手摇升降轮(5),使电子天平(9)缓慢下降,直到电子天平(9)示数为零;
步骤3:根据待标定加载在压阻传感器上的压力,在液体速度调节系统(15)内选择一个或者多个不同权值粗细的滴定管;
步骤4:打开选定的滴定管的滴定阀,进行液体滴定。滴定的液体使水箱中(12)水的重力快速增加。此时加载在压阻传感器(10)上的压力就等于电子天平(9)测得的压力;
步骤5:当电子天平(9)测得的压力等于待标定加载在压阻传感器(10)上的压力时,关闭滴定阀,同时连续记录电子天平(9)的示数和电阻表(11)的示数,直到电子天平(9)的示数和电阻表(11)的示数不再变化,停止记录,得到一组压力-电阻值阶跃响应数据;
步骤6:倒出水箱中的水;
若需要多次标定,重复步骤1到步骤6,得到多组压力-电阻值阶跃响应数据,完成压阻传感器(10)的阶跃响应标定。
标定压阻传感器持续性的冲击响应方法为:
步骤1:水箱(12)悬挂在弹簧(14)上,将滚珠式万向轮(8)安装在电子天平(9)底部,电子天平(9)连同滚珠式万向轮(8)放置在滑轨升降台支撑板(7)上,将待标定压阻传感器(10)放置在电子天平的托盘上,按下电子天平(9)的去皮按钮进行去皮,使电子天平(9)的示数为零;
步骤2:转动手摇升降轮(5)控制滑轨升降台支撑板(7)升降,使其上电子天平(9)缓慢上升,直到压阻传感器(10)与水箱(12)底部接触,并且电子天平(9)有示数;然后微微转动手摇升降轮(5),使电子天平(9)缓慢下降,直到电子天平(9)示数为零;
步骤3:根据待标定加载在压阻传感器上的初始压力,在液体速度调节系统(15)内选择一个或者多个不同权值粗细的滴定管;
步骤4:打开选定的滴定管的滴定阀,进行液体滴定。滴定的液体使水箱中(12)水的重力持续增加。此时加载在压阻传感器(10)上的压力就等于电子天平(9)测得的压力;
步骤5:通过调节滴定管径权值控制模块,控制模块控制不同权值粗细滴定管开关,使加载在压阻传感器(10)上的压力不断增加,同时连续记录电子天平(9)的示数和电阻表(11)的示数,得到一组重力连续变化下的压力-电阻值数据;
步骤6:倒出水箱中的水;
若需要多次标定,重复步骤1到步骤6,完成压阻传感器(10)持续性的冲击响应标定。
滴定阀,开关整个滴定过程液体;通过开关不同粗细的滴定管开关实现滴定速度调节,所在滴定管的管径分别为1mm、2mm、4mm、8mm、16mm等,滴定管径为1mm的滴定管上设置电磁压力夹,通过通电形成电磁力作用在最细的导管上,通过力的大小改变来微调最小液体流速。通过组合开关不同权值管径的滴定管开关,可以得到滴定管管径为1mm、2mm、3mm...30mm、31mm、32mm,一共为32种滴定管径,也就是说当不同粗细的滴定管的个数为n时,组合得到的滴定管径为2 n 种。
附图说明
图1为基于液体滴定的压阻传感器示意图;
图2为支撑轴结构图;
图3为电子天平底部滚珠结构示意图;
图4是液体速度调节系统结构示意图;
图5是滴定速度调节权值工作原理示意图;
标号为:1、底座;2、光轴;3、T型导轨;4、T型滑块;5、手摇升降轮;6、限位螺钉;7、滑轨升降台支撑板;8、滚珠式万向轮;9、电子天平;10、压阻传感器;11、电阻表;12、水箱;13、水箱阀;14、弹簧;15、液体速度调节系统;16、蓄液池。
具体实施方式
一种基于液体滴定的压阻传感器动静态特性标定装置,包括升降系统、测量系统、滴定系统,所述的升降系统包括底座、底座上方设置有支撑轴,支撑轴上方安装有滑轨升降台支撑板,所述的测量系统为设置在滑轨升降台上的电子天平,电子天平的下部安装有四个滚珠式万向轮,用来消除滴定产生的水平方向的力,减少了标定过程中其他外力的干扰。
水箱通过压阻传感器设置在电子天平上,电子天平上连接安装有电阻表,所述的测量系统为设置在底座上的光轴,光轴的上端设置有蓄液池支撑板,蓄液池支撑板上方设置有液体速度调节系统、蓄液池,所述的蓄液池支撑板下方设置两根自由伸长的弹簧,水箱悬挂在弹簧上。
所述的支撑轴设置为T型导轨;T型导轨上设置有T型滑块,T型导轨上设置有手摇升降轮,所述的手摇升降轮、限位螺钉。通过转动手摇升降轮,带动转轴转动,从而带动其上直齿轮转动,直齿轮与齿条相互啮合,从而齿条上下移动,因此可以带动T型滑块上下运动。
所述的水箱设置为锥形水箱,通过弹簧连接在蓄液池支撑板下端。水箱通过压阻传感器连接在电子天平上。
所述的液体速度调节系统内设置有滴定速度调节权值控制模块,控制模块控制不同权值粗细滴定管开关,滴定管的管径分别为1mm、2mm、4mm、8mm、16mm;在滴定管径为1mm的滴定管上设置电磁压力夹,通过通电形成电磁力作用在最细的导管上,通过力的大小改变来微调最小液体流速。
一种基于液体滴定的压阻传感器静态标定方法为:
步骤1:水箱(12)悬挂在弹簧(14)上,将滚珠式万向轮(8)安装在电子天平(9)底部,电子天平(9)连同滚珠式万向轮(8)放置在滑轨升降台支撑板(7)上,将待标定压阻传感器(10)放置在电子天平的托盘上,按下电子天平(9)的去皮按钮进行去皮,使电子天平(9)的示数为零;
步骤2:转动手摇升降轮(5)控制滑轨升降台支撑板(7)升降,使其上电子天平(9)缓慢上升,直到压阻传感器(10)与水箱(12)底部接触,并且电子天平(9)有示数;然后微微转动手摇升降轮(5),使电子天平(9)缓慢下降,直到电子天平(9)示数为零;
步骤3:根据待标定加载在压阻传感器上的压力,在液体速度调节系统(15)内选择一个或者多个不同权值粗细的滴定管;
步骤4:打开选定的滴定管的滴定阀,进行液体滴定。滴定的液体使水箱中(12)水的重力缓慢增加。此时加载在压阻传感器(10)上的压力就等于电子天平(9)测得的压力;
步骤5:当电子天平(9)测得的压力等于待标定加载在压阻传感器上的压力时,关闭滴定阀,待电子天平示数稳定以后,记下电子天平(9)的示数和电阻表(11)的示数,得到一组压力-电阻值数据。
步骤6:倒出水箱中的水;
步骤7:更改待标定加载在压阻传感器上的压力,依次重复步骤1到步骤6,得到多组压力-电阻值数据,完成压阻传感器(10)的静态标定。
一种基于液体滴定的压阻传感器动态特性标定方法分别为:动态标定方法可标定压阻传感器的阶跃响应和持续性的冲击响应。
标定压阻传感器的阶跃响应方法为:
步骤1:水箱(12)悬挂在弹簧(14)上,将滚珠式万向轮(8)安装在电子天平(9)底部,电子天平(9)连同滚珠式万向轮(8)放置在滑轨升降台支撑板(7)上,将待标定压阻传感器(10)放置在电子天平的托盘上,按下电子天平(9)的去皮按钮进行去皮,使电子天平(9)的示数为零;
步骤2:转动手摇升降轮(5)控制滑轨升降台支撑板(7)升降,使其上电子天平(9)缓慢上升,直到压阻传感器(10)与水箱(12)底部接触,并且电子天平(9)有示数;然后微微转动手摇升降轮(5),使电子天平(9)缓慢下降,直到电子天平(9)示数为零;
步骤3:根据待标定加载在压阻传感器上的压力,在液体速度调节系统(15)内选择一个或者多个不同权值粗细的滴定管;
步骤4:打开选定的滴定管的滴定阀,进行液体滴定。滴定的液体使水箱中(12)水的重力快速增加。此时加载在压阻传感器(10)上的压力就等于电子天平(9)测得的压力;
步骤5:当电子天平(9)测得的压力等于待标定加载在压阻传感器(10)上的压力时,关闭滴定阀,同时连续记录电子天平(9)的示数和电阻表(11)的示数,直到电子天平(9)的示数和电阻表(11)的示数不再变化,停止记录,得到一组压力-电阻值阶跃响应数据;
步骤6:倒出水箱中的水;
若需要多次标定,重复步骤1到步骤6,得到多组压力-电阻值阶跃响应数据,完成压阻传感器(10)的阶跃响应标定。
标定压阻传感器持续性的冲击响应方法为:
步骤1:水箱(12)悬挂在弹簧(14)上,将滚珠式万向轮(8)安装在电子天平(9)底部,电子天平(9)连同滚珠式万向轮(8)放置在滑轨升降台支撑板(7)上,将待标定压阻传感器(10)放置在电子天平的托盘上,按下电子天平(9)的去皮按钮进行去皮,使电子天平(9)的示数为零;
步骤2:转动手摇升降轮(5)控制滑轨升降台支撑板(7)升降,使其上电子天平(9)缓慢上升,直到压阻传感器(10)与水箱(12)底部接触,并且电子天平(9)有示数;然后微微转动手摇升降轮(5),使电子天平(9)缓慢下降,直到电子天平(9)示数为零;
步骤3:根据待标定加载在压阻传感器上的初始压力,在液体速度调节系统(15)内选择一个或者多个不同权值粗细的滴定管;
步骤4:打开选定的滴定管的滴定阀,进行液体滴定。滴定的液体使水箱中(12)水的重力持续增加。此时加载在压阻传感器(10)上的压力就等于电子天平(9)测得的压力;
步骤5:通过调节滴定管径权值控制模块,控制模块控制不同权值粗细滴定管开关,使加载在压阻传感器(10)上的压力不断增加(例如:可以组合管径1mm、2mm、4mm、8mm、16mm等,得到滴定管管径为1mm、2mm、3mm、...、30mm、31mm、32mm,此时加载在压阻传感器上的重力线性增加),同时连续记录电子天平(9)的示数和电阻表(11)的示数,得到一组重力连续变化下的压力-电阻值数据;
步骤6:倒出水箱中的水;
若需要多次标定,重复步骤1到步骤6,完成压阻传感器(10)持续性的冲击响应标定。
滴定阀,开关整个滴定过程液体;通过开关不同粗细的滴定管开关实现滴定速度调节,所在滴定管的管径分别为1mm、2mm、4mm、8mm、16mm等,滴定管径为1mm的滴定管上设置电磁压力夹,通过通电形成电磁力作用在最细的导管上,通过力的大小改变来微调最小液体流速。通过组合开关不同权值管径的滴定管开关,可以得到滴定管管径为1mm、2mm、3mm、...、30mm、31mm、32mm,一共为32种滴定管径,也就是说当不同粗细的滴定管的个数为n时,组合得到的滴定管径为2 n 种,可以看出采用权值网络,调节效率非常高。
本发明公开的压阻传感器动静态特性标定方法及装置采用液体滴定的方法,液体滴定速度可调,从而动静态标定速度可调,解决了动态特性标定低成本实现的难题。
采用液体滴定的方式,液体液面自动水平,中心处于水箱中心,且加载在压阻传感器上的可以缓慢变化,不易对压阻传感器造成破坏,并且标定过程中压力调节范围大。
在保证测量精度的前提下,采用水箱、弹簧、电子天平等易于获得、价格低廉的装置实现压阻传感器特性标定,较之于传统的标准压力标定法,标定的成本大大降低。
调节滴定速度时,采用滴定速度权值设定,调节效率高,使液体的滴定速度在一定范围内可调,这样保证了加载在压阻传感器上的压力、液体滴定速度可调,有更好的标定效果。

Claims (8)

1.一种基于液体滴定的压阻传感器动静态特性的标定装置,包括升降系统、测量系统、滴定系统,其特征在于:升降系统包括底座(1)、底座上方设置有支撑轴,支撑轴上方安装有滑轨升降台支撑板(7),所述的测量系统为设置在滑轨升降台上的电子天平(9),电子天平(9)的下部安装有滚珠式万向轮(8),其上部放置待标定的压阻传感器(10),压阻传感器(10)外接一个电阻表(11);所述滴定系统结构为:底座上的光轴上端设置有蓄液池支撑板,其上方设置有液体速度调节系统(15)和蓄液池(16),其下方设置有两根自由伸长的弹簧(14),水箱(12)悬挂在弹簧上(14);其中水箱(12)通过压阻传感器(10)设置在电子天平(9)上;所述的液体速度调节系统内设置有滴定管径权值控制模块,所述控制模块控制不同权值粗细滴定管开关;所述的支撑轴设置为T型导轨。
2.根据权利要求1所述的一种基于液体滴定的压阻传感器动静态特性的标定装置,其特征在于:所述的T型导轨(3)里面设置有T型滑块(4),上面设置有手摇升降轮(5)、限位螺钉(6)。
3.根据权利要求1所述的一种基于液体滴定的压阻传感器动静态特性的标定装置,其特征在于:所述的水箱(12)设置为倒锥台形水箱,通过弹簧(14)连接在蓄液池支撑板下端。
4.根据权利要求1所述的一种基于液体滴定的压阻传感器动静态特性的标定装置,其特征在于:所述的滚珠式万向轮(8)设置有四个,所述的滚珠式万向轮上安装有可以自由滑动的滚珠。
5.根据权利要求4所述的一种基于液体滴定的压阻传感器动静态特性的标定装置,其特征在于:所述的液体速度调节系统内设置不同权值粗细的滴定管,滴定管的管径分别为1mm、2mm、4mm、8mm、16mm。
6.根据权利要求5所述的一种基于液体滴定的压阻传感器动静态特性的标定装置,其特征在于:所述的1mm滴定管上设置电磁压力夹,通过通电形成电磁力作用在最细的导管上,通过力的大小改变来微调最小液体流速。
7.一种基于液体滴定的压阻传感器动静态特性标定方法,其特征在于:
静态标定方法为:
步骤1:水箱(12)悬挂在弹簧(14)上,将滚珠式万向轮(8)安装在电子天平(9)底部,电子天平(9)连同滚珠式万向轮(8)放置在滑轨升降台支撑板(7)上,将待标定压阻传感器(10)放置在电子天平的托盘上,按下电子天平(9)的去皮按钮进行去皮,使电子天平(9)的示数为零;
步骤2:转动手摇升降轮(5)控制滑轨升降台支撑板(7)升降,使其上电子天平(9)缓慢上升,直到压阻传感器(10)与水箱(12)底部接触,并且电子天平(9)有示数;然后微微转动手摇升降轮(5),使电子天平(9)缓慢下降,直到电子天平(9)示数为零;
步骤3:根据待标定加载在压阻传感器上的压力,在液体速度调节系统(15)内选择一个或者多个不同权值粗细的滴定管;
步骤4:打开选定的滴定管的滴定阀,进行液体滴定;
滴定的液体使水箱中(12)水的重力缓慢增加;此时加载在压阻传感器(10)上的压力就等于电子天平(9)测得的压力;
步骤5:当电子天平(9)测得的压力等于待标定加载在压阻传感器上的压力时,关闭滴定阀,待电子天平示数稳定以后,记下电子天平(9)的示数和电阻表(11)的示数,得到一组压力-电阻值数据;
步骤6:倒出水箱中的水;
步骤7:更改待标定加载在压阻传感器上的压力,依次重复步骤1到步骤6,得到多组压力-电阻值数据,完成压阻传感器(10)的静态标定。
8.一种基于液体滴定的压阻传感器动静态特性标定方法,其特征在于:
动态标定方法可标定压阻传感器的阶跃响应和持续性的冲击响应;
标定压阻传感器的阶跃响应方法为:
步骤1:水箱(12)悬挂在弹簧(14)上,将滚珠式万向轮(8)安装在电子天平(9)底部,电子天平(9)连同滚珠式万向轮(8)放置在滑轨升降台支撑板(7)上,将待标定压阻传感器(10)放置在电子天平的托盘上,按下电子天平(9)的去皮按钮进行去皮,使电子天平(9)的示数为零;
步骤2:转动手摇升降轮(5)控制滑轨升降台支撑板(7)升降,使其上电子天平(9)缓慢上升,直到压阻传感器(10)与水箱(12)底部接触,并且电子天平(9)有示数;然后微微转动手摇升降轮(5),使电子天平(9)缓慢下降,直到电子天平(9)示数为零;
步骤3:根据待标定加载在压阻传感器上的压力,在液体速度调节系统(15)内选择一个或者多个不同权值粗细的滴定管;
步骤4:打开选定的滴定管的滴定阀,进行液体滴定;滴定的液体使水箱中(12)水的重力快速增加;此时加载在压阻传感器(10)上的压力就等于电子天平(9)测得的压力;
步骤5:当电子天平(9)测得的压力等于待标定加载在压阻传感器(10)上的压力时,关闭滴定阀,同时连续记录电子天平(9)的示数和电阻表(11)的示数,直到电子天平(9)的示数和电阻表(11)的示数不再变化,停止记录,得到一组压力-电阻值阶跃响应数据;
步骤6:倒出水箱中的水;
若需要多次标定,重复步骤1到步骤6,得到多组压力-电阻值阶跃响应数据,完成压阻传感器(10)的阶跃响应标定;
标定压阻传感器持续性的冲击响应方法为:
步骤1:水箱(12)悬挂在弹簧(14)上,将滚珠式万向轮(8)安装在电子天平(9)底部,电子天平(9)连同滚珠式万向轮(8)放置在滑轨升降台支撑板(7)上,将待标定压阻传感器(10)放置在电子天平的托盘上,按下电子天平(9)的去皮按钮进行去皮,使电子天平(9)的示数为零;
步骤2:转动手摇升降轮(5)控制滑轨升降台支撑板(7)升降,使其上电子天平(9)缓慢上升,直到压阻传感器(10)与水箱(12)底部接触,并且电子天平(9)有示数;然后微微转动手摇升降轮(5),使电子天平(9)缓慢下降,直到电子天平(9)示数为零;
步骤3:根据待标定加载在压阻传感器上的初始压力,在液体速度调节系统(15)内选择一个或者多个不同权值粗细的滴定管;
步骤4:打开选定的滴定管的滴定阀,进行液体滴定;滴定的液体使水箱中(12)水的重力持续增加;
此时加载在压阻传感器(10)上的压力就等于电子天平(9)测得的压力;
步骤5:通过调节滴定管径权值控制模块,控制模块控制不同权值粗细滴定管开关,使加载在压阻传感器(10)上的压力不断增加,同时连续记录电子天平(9)的示数和电阻表(11)的示数,得到一组重力连续变化下的压力-电阻值数据;
步骤6:倒出水箱中的水;
若需要多次标定,重复步骤1到步骤6,完成压阻传感器(10)持续性的冲击响应标定。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101769807A (zh) * 2009-01-07 2010-07-07 中国科学院南京土壤研究所 一种雨滴打击力测试仪
CN102564692A (zh) * 2012-02-03 2012-07-11 苏州世力源科技有限公司 动态力标定结构
CN106706207A (zh) * 2016-11-10 2017-05-24 合肥工业大学 一种用于力传感器动态标定的阶跃力产生装置
CN109946018A (zh) * 2019-04-25 2019-06-28 黑龙江大学 一种量程可调的光纤压力传感器的动态校准装置
CN110050181A (zh) * 2016-09-23 2019-07-23 斯派克塔震动科技与声学德累斯顿有限公司 动态校准压力传感器的装置和方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8108158B2 (en) * 2005-09-28 2012-01-31 Adrian H. Hetzel Electro-hydraulic timed angle controlled joint simulation torque calibration, certification and analysis device
CN103439453B (zh) * 2013-08-22 2015-07-08 江苏大学 带权滴定式自动微计量方法与装置
CN104990665A (zh) * 2015-07-08 2015-10-21 哈尔滨工业大学 具有微力传感和液滴自校准功能的微/纳颗粒转移方法及实现该方法的装置
CN205120375U (zh) * 2015-11-04 2016-03-30 宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司 一种压力标定仪保护装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101769807A (zh) * 2009-01-07 2010-07-07 中国科学院南京土壤研究所 一种雨滴打击力测试仪
CN102564692A (zh) * 2012-02-03 2012-07-11 苏州世力源科技有限公司 动态力标定结构
CN110050181A (zh) * 2016-09-23 2019-07-23 斯派克塔震动科技与声学德累斯顿有限公司 动态校准压力传感器的装置和方法
CN106706207A (zh) * 2016-11-10 2017-05-24 合肥工业大学 一种用于力传感器动态标定的阶跃力产生装置
CN109946018A (zh) * 2019-04-25 2019-06-28 黑龙江大学 一种量程可调的光纤压力传感器的动态校准装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Absolute quasi-static calibration method of piezoelectric high-pressure sensor based on force sensor;Gu, Tingwei;《REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS》;20190524 *
脉冲力校准装置提升及扶正机构设计及数据验证;商一奇等;《计测技术》;20170630;35-39 *

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