CN111678639B - 一种自由场压力传感器动态灵敏度系数标定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自由场压力传感器动态灵敏度系数标定装置，目的是提高标定精度。本发明整体呈圆柱状，由外部套筒，装配体，尾部螺栓，旋紧螺栓，2个密封圈和霍普金森压杆组成，装配体由密封圆台内嵌在尾部套筒中组成。外部套筒为分段内径不等的圆筒，左段刻有2个环形凹槽，中间段侧壁挖有圆形通孔，圆形通孔中装配有旋紧螺栓。尾部套筒是由细圆柱和粗圆柱组成的内径不等的圆筒。密封圆台由第一圆台和第一圆柱拼接组成，同轴嵌在尾部套筒中。密封圈分别嵌在2个环形凹槽中。霍普金森压杆从外部套筒插入到外部套筒左段。本发明既解决了标定过程中传感器难以安装定位和需要标准传感器的问题，又提高了标定精度。

Description

一种自由场压力传感器动态灵敏度系数标定装置

技术领域

本发明属于一种传感器标定装置，具体涉及一种基于霍普金森压杆能动态标定在液体中工作的自由场压力传感器的动态灵敏度系数标定装置。

背景技术

近代以来，各国对制海权的争夺越来越激烈，海上战场的地位越来越显著，因此对水中兵器就有了更高的要求。在评估弹药在水中爆炸产生的毁伤效果时，需要准确测定炸药在水中爆炸产生的激波压力的大小，这就需要相应的可以在水中工作的自由场压力传感器。自由场压力传感器专为爆炸冲击测试而研发，其外形呈现为头部具有流线结构的笔杆状，可以用来测量水或空气等自由场环境的冲击波压力值。在使用传感器的过程中，精确结果的获得离不开对传感器的精确标定，标定是指通过实验测量传感器的输入输出信号，进而根据标定原理得到被标定传感器的动态灵敏度系数等参数值。压力传感器的标定可以分为静态标定和动态标定，由于水中爆炸产生的激波在很短的时间内压力会产生较大的变化，因此需要对激波压力传感器进行动态标定。传感器的动态标定需要压力发生结构，选择操作简单，易于实现，且能够产生已知压力信号的发生装置对标定过程有着重要的意义。

目前，常见的压力发生装置有激波管和落锤式液压动力脉冲发生器等。激波管是通过测量管内理想气体的速度来推算气体激波压力的大小，但是一些自由场压力传感器难以在管中准确的安装定位，得到的误差较大。落锤式液压动力脉冲发生器采用比较法，利用落锤冲击密闭容器的液体，将标准传感器测得脉冲压力的幅值与待标定传感器输出的电压信号对比，进行标定，这种方法需要与标准传感器进行比较校准，然而标准传感器仍需要使用其他方法来标定，不能从源头上解决问题。国内也有人采用TNT药包进行动态标定，依据Cole总结的经典TNT炸药水下爆炸冲击波压力计算公式来对冲击波压力传感器的动态灵敏度系数进行标定。但由于TNT药包产生的冲击波压力重复性和稳定性较差，这种方法会导致较大误差。

分离式霍普金森压杆实验技术可以实现对材料的高应变率加载，通过粘贴在杆上的应变片来记录杆中的应变信号，并根据一维应力波理论求得杆中的应力信号，因此可以作为压力传感器动态标定的信号发生装置。Yu Zhang¹等人提出了一种采用霍普金森压杆动态标定高压传感器的频率响应的方法，该方法先将压力传感器置于较高的静水压力下，再用子弹撞击霍普金森压杆，产生一个小幅值的准δ信号，从而激发被标定的传感器。采集传感器的激励信号，同时采集传感器的输出信号，最后根据校准原理对采集到的数据进行处理，计算出被标定传感器的频率响应。然而上述方法只适合标定壁面压力传感器，像PCB公司生产的138型自由场压力传感器为一个充满硅油的软管内装体积敏感电气石和电路，在标定过程中难以安装定位。如何对在液体中工作的自由场压力传感器的灵敏度系数进行动态标定一直是本领域技术人员极为关注的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对在液体中工作的自由场压力传感器动态标定过程中，标定精度不高且传感器难以准确地安装定位和需要标准传感器的问题，提供一种自由场压力传感器动态灵敏度系数标定装置，易于产生已知的动态压力信号，提高标定精度。

本发明的技术方案是：

本发明自由场压力传感器动态灵敏度系数标定装置整体呈圆柱状，由外部套筒，装配体(含尾部套筒和密封圆台)，尾部螺栓，旋紧螺栓，2个密封圈和霍普金森压杆组成。

本发明外直径为D，D根据霍普金森压杆的直径来定，满足D>d，优选情况下，满足19mm≤D-d≤21mm(d是霍普金森压杆的直径)。本发明总长度为L，L>l，且L要求介于被标定传感器的探头长度的两倍至三倍之间，即满足2l<L<3l(l是被标定传感器探头长度)。

装配体由密封圆台内嵌在尾部套筒中组成。定义外部套筒装配霍普金森压杆的一端为左侧，安装尾部套筒的一端为右侧。外部套筒，装配体，尾部螺栓由左至右同轴装配，旋紧螺栓装配在外部套筒侧壁，密封圈装配在外部套筒内壁。其中外部套筒和装配体，装配体和尾部螺栓以及旋紧螺栓和外部套筒侧壁之间装配时，在螺纹处缠绕生料带，并通过扳手拧紧。

外部套筒材料为45#钢；外部套筒整体形状为分段内径不等的圆筒，外直径＝D。外部套筒按内径不同分为三段，左段内直径d₁满足d₁＝d，长度L₁满足0.25L≤L₁≤0.3L，左段11内壁面打磨光滑，内壁面距离左端面l₁₁处刻有第一环形凹槽，l₁₁满足3mm≤l₁₁≤5mm，内壁面距离左端面l₁₂处刻有第二环形凹槽，l₁₂满足10mm≤l₁₂≤12mm，第一环形凹槽和第二环形凹槽的直径为d₄，d₁+4mm≤d₄≤d₁+6mm，宽度l₁，2mm≤l₁≤4mm。中间段内径d₂＝d₁-4mm，长度L₂要求大于被标定传感器探头的长度l，中间段圆柱面侧壁挖有一个圆形通孔，圆形通孔的直径为d₅，8mm≤d₅≤10mm，长度l₃＝1/2(D–d₂)，圆形通孔内壁刻有第一螺纹，圆形通孔中装配有旋紧螺栓。右段内直径d₃，D-8mm≤d₃≤D-6mm，长度L₃满足20mm≤L₃≤30mm，右段内壁面刻有第二螺纹。d₁、d₂、d₃满足d₁≠d₂≠d₃。

尾部套筒的材料为45#钢；尾部套筒由一个圆柱体加工而成，一段为细圆柱，一段为粗圆柱。细圆柱的直径为D₁，D₁＝d₃，长度为L₄，L₃+10mm≤L₄≤L₃+15mm，细圆柱外侧刻有第三螺纹，第三螺纹长度为L₅，L₅＝L₃。粗圆柱的直径为D₂，满足D₂>D₁，优选D₁+6mm≤D₂≤D₁+10mm，长度为L₆，10mm≤L₆≤12mm。粗圆柱的外侧壁沿轴线方向被斜切两刀，以便适于扳手固定在粗圆柱外侧壁以旋紧到外部套筒上。细圆柱内部靠近粗圆柱的一端被挖掉一个与细圆柱同轴的圆柱，在远离粗圆柱的一端挖掉一个圆台，挖掉一个圆柱和一个圆台后，细圆柱变成了一个外侧壁有螺纹的内径不等的圆筒。细圆柱被挖掉的圆台底面(靠近粗圆柱的底面)直径为d₆，D₁-6mm≤d₆≤D₁-4mm，顶面(远离粗圆柱的底面)直径＝d₂，长度为L₇＝2/3L₄，细圆柱被切除的圆柱直径＝d₆，长度为L₈，L₈＝1/3L₄。粗圆柱内部被切除一个与粗圆柱同轴的圆柱体，粗圆柱被切除的圆柱直径＝d₆，长度＝L₆。细圆柱和粗圆柱内部切除的圆柱直径均为d₆，使得细圆柱和粗圆柱切除圆柱的部分内径相等，内壁相连，细圆柱和粗圆柱在内径相等的内壁处从右向左(即从粗圆柱的右端开始)刻有第四螺纹,第四螺纹长度为L₁₅，L₁₅＝L₆+2/3L₈。细圆柱外侧壁的第三螺纹缠绕生料带后旋紧到外部套筒的右端。

密封圆台的材料为橡胶；密封圆台由第一圆台和第一圆柱拼接组成，第一圆台和第一圆柱的中心挖有一个通孔(可沿从经过OO’轴线的平面将密封圆台切割成两半，以便将被标定传感器的引线夹于通孔中，夹好引线后再将两半拼接在一起)。第一圆台的长度为L₉，L₉＝L₇，与第一圆柱相连的底面直径＝d₆，远离第一圆柱的顶面直径＝d₂。第一圆柱直径＝d₆，长度为L₁₀，L₁₀＝2/3L₈。通孔长L₁₁，L₁₁＝L₉+L₁₀，直径为d₇，d₇要求大于等于传感器引线的直径(尽量与传感器引线的直径相等)；密封圆台嵌入到尾部套筒内，第一圆台同轴嵌在细圆柱被切除圆台部分，第一圆台外侧面与细圆柱被切除圆台部分的内侧面紧贴。第一圆柱嵌在细圆柱和粗圆柱被切除圆柱部分，第一圆柱的外侧面与在细圆柱和粗圆柱被切除圆柱部分的内侧面紧贴。

尾部螺栓材料为45#钢；尾部螺栓为一圆筒，长度为L₁₂，L₁₂＝2.5L₁₀，外直径＝d₆，内直径d₈要求大于被标定传感器输出电探头的直径。尾部螺栓左端外侧面刻有第五螺纹，第五螺纹长度为L₁₃，L₁₃＝2/3L₁₂。尾部螺栓右端外侧壁沿轴线方向被斜切两刀，以便适于扳手固定住尾部螺栓这端以旋紧到尾部套筒中；尾部螺栓的第五螺纹缠绕生料带后旋紧到尾部套筒右端，尾部螺栓左端面与密封圆台的第一圆柱体的右端面重合。

旋紧螺栓的材料为45#钢；旋紧螺栓5由一带有螺纹的圆柱体加一六角形螺帽组成，圆柱体长为l₂，l₂≤1/2(D-d₂)，直径＝d₅；旋紧螺栓螺纹部分缠绕生料带后旋紧到外部套筒的圆形通孔。

密封圈材料为氟胶；密封圈6为圆环状，内直径d9，d₁-1mm≤d9≤d₁-0.5mm，外直径＝d₄，宽度＝l₁；2个密封圈分别嵌在外部套筒内壁的2个环形凹槽中。

霍普金森压杆材料为优质合金钢(60SiMnV)；霍普金森压杆为圆柱状，直径为d，长度为L₁₄，要求1500mm≤L₁₄≤2000mm。霍普金森压杆从外部套筒左端插入到左段中，深度为L₁₆，要求17mm≤L₁₆≤L₁-10mm。

采用本发明对自由场压力传感器的标定方法是：

第一步，将被标定自由场压力传感器(简称为被标定传感器)密封在自由场压力传感器动态灵敏度系数标定装置中，具体过程如下：

1.1将被标定传感器从右端伸入到外部套筒1中，被标定传感器检测压力的部分放置于外部套筒的中间段(由于外部套筒中间段的内径小于左段的内径，可以避免被标定传感器直接受到霍普金森压杆的冲击以保护被标定传感器)，并将被标定传感器的引线依次从尾部套筒、密封圆台和尾部螺栓中心通孔穿出。

1.2将密封圆台嵌入到尾部套筒中，组成装配体，然后在装配体外围螺纹处缠绕生料带后将装配体旋紧到外部套筒上。

1.3尾部螺栓缠绕好生料带后旋紧到尾部套筒中，在尾部螺栓向左旋紧的过程中，挤压橡胶制成的密封圆台向尾部套筒的左端口运动，密封圆台不断挤压引线，从而实现密封。

1.4将2个密封圈嵌入到外部套筒内壁的第一环形凹槽和第二环形凹槽中。

第二步，将密封了被标定传感器的自由场压力传感器动态灵敏度系数标定装置装配在分离式霍普金森压杆实验平台上，方法是：

2.1通过支架将第一步装配好的自由场压力传感器动态灵敏度系数标定装置安装在分离式霍普金森压杆实验平台上，将霍普金森压杆从安装密封圈的一侧插入到外部套筒中。

2.2选择与被标定传感器工作的环境中相同的液体作为标定所用的液体(例如被标定传感器在水下工作，则所用液体就用水)，将标定所用的液体通过外部套筒圆柱侧壁的圆形通孔缓慢地注入到由霍普金森压杆，外部套筒，尾部套筒以及密封圆台围成的密闭容腔中，使得被标定传感器的所处的环境与它的工作环境相同。

2.3液体注满后，将缠绕好生料带的旋紧螺栓旋紧到外部套筒上。

第三步，对被标定传感器进行标定，方法是：

3.1在霍普金森压杆上粘贴应变片，将应变片接入到惠斯通电桥(属于分离式霍普金森压杆实验平台)后通过超动态应变仪(也属于分离式霍普金森压杆实验平台)接入到数字示波器中。将自由场压力传感器的引线也接入到数字示波器中。

3.2采用高压气体加速子弹撞击霍普金森压杆，给霍普金森压杆的左端施加一个压力脉冲。进行多次撞击实验，由低到高逐渐增加高压气体的压力，从而逐渐增加入射到霍普金森压杆中的压力脉冲的幅值。每次撞击实验后观察被标定传感器输出信号的大小，当输出信号接近被标定传感器量程时结束标定过程，以免损坏被标定传感器。

3.3通过粘贴在霍普金森压杆上的应变片记录霍普金森压杆中入射波和反射波的应变信号，将应变片和被标定传感器记录的信号通过数字示波器显示出来，发送到计算机进行处理。将数字示波器输出的入射波和反射波的电压信号换算成应力信号，取入射波和反射波的应力幅值，两者求和即可得到透射波的应力幅值。被标定传感器输出的电信号的幅值除以透射波的应力幅值，即可得到被标定传感器的动态灵敏度系数。

本发明利用霍普金森压杆来对密闭容腔中的液体施加已知幅值的压力信号，并通过外围套筒，尾部套筒，密封圆台和尾部螺栓实现传感器的密封安装，步骤简单，易于实现。且本发明易于将自由场压力传感器安装密封于液体中，并采用霍普金森压杆加载液体，通过粘贴于杆上的应变片测得的入射波和反射波信号来计算得到作用于传感器的压力信号，与传感器输出的电信号对比，进而标定自由场压力传感器的动态灵敏度系数。该方法中，无需与标准传感器进行比较校准，也易于对在液体中工作的自由场压力传感器进行动态加载。

与现有技术相比，采用本发明可以达到以下有益效果：

本发明装置结构简单，利用分段不等内径的外部套筒实现霍普金森压杆对由霍普金森压杆，外部套筒，尾部套筒以及密封圆台围成的密闭压力容腔中液体的加载，利用尾部螺栓向内旋紧挤压橡胶制的密封圆台来实现对被标定传感器的密封安装，可以在液体中标定自由场压力传感器。采用霍普金森压杆作为压力发生器，可以实现对液体的动态加载，并可以测得加载压力信号的幅值，不再需要其他的标准传感器，从源头上对传感器进行精确标定。

附图说明

图1是本发明总体装置示意图；

图2是图1过OO’中轴线的剖视图；

图3是图1中尾部套筒2过OO’中轴线的剖视图；

图4是图1中密封圆台3过OO’中轴线的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明自由场压力传感器动态灵敏度系数标定装置整体呈圆柱状，由外部套筒1，装配体2’(含尾部套筒2和密封圆台3)，尾部螺栓4，旋紧螺栓5，2个密封圈6(见图2)和霍普金森压杆7组成。

如图2所示，本发明外直径为D，D根据霍普金森压杆7的直径来定，满足D>d，优选情况下，满足19mm≤D-d≤21mm(d是霍普金森压杆的直径)。本发明总长度为L，L介于被标定传感器的探头长度的两倍至三倍之间，即满足2l<L<3l(l是被标定传感器探头长度)。

装配体2’由密封圆台3内嵌在尾部套筒2中组成。定义外部套筒1装配霍普金森压杆7的一端为左侧，安装尾部套筒2的一端为右侧。外部套筒1，装配体2’，尾部螺栓4由左至右同轴装配，旋紧螺栓5装配在外部套筒1侧壁，密封圈6装配在外部套筒1内壁。其中外部套筒1和装配体2’，装配体2’和尾部螺栓4以及旋紧螺栓5和外部套筒1侧壁之间装配时，在螺纹处缠绕生料带，并通过扳手拧紧。

外部套筒1材料为45#钢；外部套筒1如图2所示，整体形状为分段内径不等的圆筒，外直径＝D。外部套筒1按内径不同分为三段，左段11内直径d₁满足d₁＝d，长度L₁满足0.25L≤L₁≤0.3L，左段11内壁面打磨光滑，内壁面距离左端面l₁₁处刻有第一环形凹槽111，l₁₁满足3mm≤l₁₁≤5mm，内壁面距离左端面l₁₂处刻有第二环形凹槽112，l₁₂满足10mm≤l₁₂≤12mm，第一环形凹槽111和第二环形凹槽112的直径为d₄，d₁+4mm≤d₄≤d₁+6mm，宽度l₁，2mm≤l₁≤4mm。中间段12内径d₂＝d₁-4mm，长度L₂要求大于被标定传感器探头的长度l，中间段12圆柱面侧壁挖有一个圆形通孔121，圆形通孔121的直径为d₅，8mm≤d₅≤10mm，长度l₃＝1/2(D–d₂)，圆形通孔121内壁刻有第一螺纹，圆形通孔121中装配有旋紧螺栓5。右段13内直径d₃，D-8mm≤d₃≤D-6mm，长度L₃满足20mm≤L₃≤30mm，右段13内壁面刻有第二螺纹。d₁、d₂、d₃满足d₁≠d₂≠d₃。

尾部套筒2的材料为45#钢；尾部套筒2如图3所示，由一个圆柱体加工而成，一段为细圆柱21，一段为粗圆柱22。细圆柱21的直径为D₁，D₁＝d₃，长度为L₄，L₃+10mm≤L₄≤L₃+15mm，细圆柱21外侧刻有第三螺纹211，第三螺纹长度为L₅，L₅＝L₃。粗圆柱22的直径为D₂，满足D₂>D₁，优选D₁+6mm≤D₂≤D₁+10mm，长度为L₆，10mm≤L₆≤12mm。粗圆柱22的外侧壁沿轴线方向被斜切两刀，以便适于扳手固定在粗圆柱22外侧壁以旋紧到外部套筒1上。细圆柱21内部靠近粗圆柱22的一端被挖掉一个与细圆柱21同轴的圆柱，在远离粗圆柱22的一端挖掉一个圆台，挖掉一个圆柱和一个圆台后，细圆柱21变成了一个外侧壁有螺纹的内径不等的圆筒。细圆柱21被挖掉的圆台底面(靠近粗圆柱22的底面)直径为d₆，D₁-6mm≤d₆≤D₁-4mm，顶面(远离粗圆柱22的底面)直径＝d₂，长度为L₇＝2/3L₄，细圆柱21被切除的圆柱直径＝d₆，长度为L₈，L₈＝1/3L₄。粗圆柱22内部被切除一个与粗圆柱22同轴的圆柱体，粗圆柱22被切除的圆柱直径＝d₆，长度＝L₆。细圆柱21和粗圆柱22内部切除的圆柱直径均为d₆，使得细圆柱21和粗圆柱22切除圆柱的部分内径相等，内壁相连，细圆柱21和粗圆柱22在内径相等的内壁处从右向左(即从粗圆柱22的右端开始)刻有第四螺纹221,第四螺纹221长度为L₁₅，L₁₅＝L₆+2/3L₈。细圆柱21外侧壁的第三螺纹211缠绕生料带后旋紧到外部套筒1的右端。

密封圆台3的材料为橡胶；如图4所示，密封圆台3由第一圆台31和第一圆柱32拼接组成，第一圆台31和第一圆柱32的中心挖有一个通孔311(可沿从经过OO’轴线的平面将密封圆台3切割成两半，以便将被标定传感器的引线夹于通孔311中，夹好引线后再将两半拼接在一起)。第一圆台31的长度为L₉，L₉＝L₇，与第一圆柱32相连的底面直径＝d₆，远离第一圆柱32的顶面直径＝d₂。第一圆柱32直径＝d₆，长度为L₁₀，L₁₀＝2/3L₈。通孔311长L₁₁，L₁₁＝L₉+L₁₀，直径为d₇，d₇要求大于等于传感器引线的直径；密封圆台3嵌入到尾部套筒2内，第一圆台31同轴嵌在细圆柱21被切除圆台部分，第一圆台31外侧面与细圆柱21被切除圆台部分的内侧面紧贴。第一圆柱32嵌在细圆柱21和粗圆柱22被切除圆柱部分，第一圆柱32的外侧面与在细圆柱21和粗圆柱22被切除圆柱部分的内侧面紧贴。

尾部螺栓4材料为45#钢；如图1和图2所示，尾部螺栓4为一圆筒，长度为L₁₂，L₁₂＝2.5L₁₀，外直径＝d₆，内直径d₈要求大于被标定传感器输出电探头的直径。尾部螺栓4左端外侧面刻有第五螺纹，第五螺纹长度为L₁₃，L₁₃＝2/3L₁₂。尾部螺栓4右端外侧壁沿轴线方向被斜切两刀，以便适于扳手固定住尾部螺栓4这端以旋紧到尾部套筒2中；尾部螺栓4的第五螺纹缠绕生料带后旋紧到尾部套筒2右端，尾部螺栓4左端面与密封圆台3的第一圆柱体32的右端面重合。

旋紧螺栓5的材料为45#钢；如图1所示，旋紧螺栓5由一带有螺纹的圆柱体加一六角形螺帽组成，圆柱体长为l₂，l₂≤1/2(D-d₂)，直径＝d₅；旋紧螺栓5螺纹部分缠绕生料带后旋紧到外部套筒1的圆形通孔121。

密封圈6材料为氟胶；如图2所示，密封圈6为圆环状，内直径d9，d₁-1mm≤d9≤d₁-0.5mm，外直径＝d₄，宽度＝l₁；2个密封圈6分别嵌在外部套筒1内壁的2个环形凹槽中。

霍普金森压杆7材料优质合金钢60SiMnV；霍普金森压杆7为圆柱状，直径为d，长度为L₁₄，要求1500mm≤L₁₄≤2000mm。霍普金森压杆7从外部套筒1左端插入到左段11中，深度为L₁₆，要求17mm≤L₁₆≤L₁-10mm。

Claims (12)

1.一种自由场压力传感器动态灵敏度系数标定装置，其特征在于自由场压力传感器动态灵敏度系数标定装置整体呈圆柱状，由外部套筒(1)，装配体(2’)，尾部螺栓(4)，旋紧螺栓(5)，2个密封圈(6)和霍普金森压杆(7)组成，装配体(2’)由密封圆台(3)内嵌在尾部套筒(2)中组成；

自由场压力传感器动态灵敏度系数标定装置外直径为D，D根据霍普金森压杆(7)的直径来定，D>d，d是霍普金森压杆的直径；自由场压力传感器动态灵敏度系数标定装置总长度为L，L>l，l是被标定传感器探头长度；

定义外部套筒(1)装配霍普金森压杆(7)的一端为左侧，安装尾部套筒(2)的一端为右侧；外部套筒(1)，装配体(2’)，尾部螺栓(4)由左至右同轴装配，旋紧螺栓(5)装配在外部套筒(1)侧壁，密封圈(6)装配在外部套筒(1)内壁；

外部套筒(1)整体形状为分段内径不等的圆筒，外直径＝D；外部套筒(1)按内径不同分为三段，左段(11)内直径为d₁，长度为L₁，左段(11)内壁面打磨光滑，内壁面距离左端面l₁₁处刻有第一环形凹槽(111)，内壁面距离左端面l₁₂处刻有第二环形凹槽(112)，第一环形凹槽(111)和第二环形凹槽(112)的直径为d₄，宽度为l₁；中间段(12)内径为d₂，长度为L₂，中间段(12)圆柱面侧壁挖有一个圆形通孔(121)，圆形通孔(121)的直径为d₅，圆形通孔(121)内壁刻有第一螺纹，圆形通孔(121)中装配有旋紧螺栓(5)；右段(13)内直径为d₃，长度为L₃，右段(13)内壁面刻有第二螺纹；d₁、d₂、d₃满足d₁≠d₂≠d₃；

尾部套筒(2)由一个圆柱体加工而成，一段为细圆柱(21)，一段为粗圆柱(22)；细圆柱(21)的直径为D₁，D₁＝d₃，长度为L₄，细圆柱(21)外侧刻有第三螺纹(211)；粗圆柱(22)的直径为D₂，D₂>D₁，长度为L₆；细圆柱(21)内部靠近粗圆柱(22)的一端被挖掉一个与细圆柱(21)同轴的圆柱，在远离粗圆柱(22)的一端挖掉一个圆台，挖掉一个圆柱和一个圆台后，细圆柱(21)变成了一个外侧壁有螺纹的内径不等的圆筒；细圆柱(21)被挖掉的圆台底面直径为d₆，D₁-6mm≤d₆≤D₁-4mm，顶面直径＝d₂，长度为L₇＝2/3L₄，细圆柱(21)被切除的圆柱直径＝d₆，长度为L₈，L₈＝1/3L₄；粗圆柱(22)内部被切除一个与粗圆柱(22)同轴的圆柱体，粗圆柱(22)被切除的圆柱直径＝d₆，长度＝L₆；细圆柱(21)和粗圆柱(22)切除圆柱的部分内径相等，内壁相连，细圆柱(21)和粗圆柱(22)在内径相等的内壁处从右向左刻有第四螺纹(221)；细圆柱(21)通过第三螺纹(211)旋紧到外部套筒(1)的右端；

密封圆台(3)由第一圆台(31)和第一圆柱(32)拼接组成，第一圆台(31)和第一圆柱(32)的中心挖有一个通孔(311)；第一圆台(31)的长度为L₉，L₉＝L₇，与第一圆柱(32)相连的底面直径＝d₆，远离第一圆柱(32)的顶面直径＝d₂；第一圆柱(32)直径＝d₆，长度为L₁₀；密封圆台(3)嵌入到尾部套筒(2)内，第一圆台(31)同轴嵌在细圆柱(21)被切除圆台部分，第一圆台(31)外侧面与细圆柱(21)被切除圆台部分的内侧面紧贴；第一圆柱(32)嵌在细圆柱(21)和粗圆柱(22)被切除圆柱部分，第一圆柱(32)的外侧面与在细圆柱(21)和粗圆柱(22)被切除圆柱部分的内侧面紧贴；

尾部螺栓(4)为一圆筒，长度为L₁₂，外直径＝d₆，内直径d₈大于被标定传感器输出电探头的直径；尾部螺栓(4)左端外侧面刻有第五螺纹；尾部螺栓(4)的第五螺纹旋紧到尾部套筒(2)右端，尾部螺栓(4)左端面与密封圆台(3)的第一圆柱体(32)的右端面重合；

旋紧螺栓(5)由一带有螺纹的圆柱体加一六角形螺帽组成，圆柱体长为l₂，直径＝d₅；旋紧螺栓(5)旋紧到外部套筒(1)的圆形通孔(121)中；

密封圈(6)为圆环状，内直径d9，d₁-1mm≤d9≤d₁-0.5mm，外直径＝d₄，宽度＝l₁；2个密封圈(6)分别嵌在外部套筒(1)内壁的第一环形凹槽(111)和第二环形凹槽(112)中；

霍普金森压杆(7)为圆柱状，直径为d，长度为L₁₄，霍普金森压杆(7)从外部套筒(1)左端插入到左段(11)中，深度为L₁₆。

2.如权利要求1所述的一种自由场压力传感器动态灵敏度系数标定装置，其特征在于所述自由场压力传感器动态灵敏度系数标定装置外直径为D满足19mm≤D-d≤21mm，自由场压力传感器动态灵敏度系数标定装置总长度L满足2l<L<3l。

3.如权利要求1所述的一种自由场压力传感器动态灵敏度系数标定装置，其特征在于所述外部套筒(1)左段(11)内直径d₁满足d₁＝d，长度L₁满足0.25L≤L₁≤0.3L，l₁₁满足3mm≤l₁₁≤5mm，l₁₂满足10mm≤l₁₂≤12mm，第一环形凹槽(111)和第二环形凹槽(112)的直径d₄满足d₁+4mm≤d₄≤d₁+6mm，宽度l₁满足2mm≤l₁≤4mm；中间段(12)内径d₂＝d₁-4mm，长度L₂大于被标定传感器探头的长度l，圆形通孔(121)的直径d₅满足8mm≤d₅≤10mm，长度l₃＝1/2(D–d₂)；右段(13)内直径d₃满足D-8mm≤d₃≤D-6mm，长度L₃满足20mm≤L₃≤30mm。

4.如权利要求1所述的一种自由场压力传感器动态灵敏度系数标定装置，其特征在于所述细圆柱(21)的长度L₄满足L₃+10mm≤L₄≤L₃+15mm，细圆柱(21)外侧刻的第三螺纹(211)长度L₅满足L₅＝L₃；粗圆柱(22)的直径D₂满足D₁+6mm≤D₂≤D₁+10mm，长度L₆满足10mm≤L₆≤12mm；第四螺纹(221)长度为L₁₅，L₁₅＝L₆+2/3L₈。

5.如权利要求1所述的一种自由场压力传感器动态灵敏度系数标定装置，其特征在于所述密封圆台(3)的第一圆柱(32)长度L₁₀满足L₁₀＝2/3L₈；第一圆台(31)和第一圆柱(32)的中心的通孔(311)长度L₁₁满足L₁₁＝L₉+L₁₀，直径d₇≥传感器引线的直径。

6.如权利要求1所述的一种自由场压力传感器动态灵敏度系数标定装置，其特征在于所述密封圆台(3)从经过OO’轴线的平面切割成两半，被标定传感器的引线夹于通孔(311)中后再将两半拼接在一起。

7.如权利要求1所述的一种自由场压力传感器动态灵敏度系数标定装置，其特征在于所述尾部螺栓(4)长度L₁₂满足L₁₂＝2.5L₁₀，尾部螺栓(4)左端外侧面的第五螺纹长度L₁₃满足L₁₃＝2/3L₁₂。

8.如权利要求1所述的一种自由场压力传感器动态灵敏度系数标定装置，其特征在于所述旋紧螺栓(5)的圆柱体长l₂满足l₂≤1/2(D-d₂)，所述密封圈(6)内直径d₉满足d₁-1mm≤d₉≤d₁-0.5mm；所述霍普金森压杆(7)的长度L₁₄满足要求1500mm≤L₁₄≤2000mm，霍普金森压杆(7)插到左段(11)中的深度L₁₆满足17mm≤L₁₆≤L₁-10mm。

9.如权利要求1所述的一种自由场压力传感器动态灵敏度系数标定装置，其特征在于所述外部套筒(1)和装配体(2’)，装配体(2’)和尾部螺栓(4)以及旋紧螺栓(5)和外部套筒(1)侧壁之间装配时，在螺纹处缠绕生料带，并拧紧。

10.如权利要求9所述的一种自由场压力传感器动态灵敏度系数标定装置，其特征在于所述装配体(2’)的尾部套筒(2)的细圆柱(21)外侧壁的第三螺纹(211)缠绕生料带后旋紧到外部套筒(1)的右端；所述尾部螺栓(4)的第五螺纹缠绕生料带后旋紧到装配体(2’)的尾部套筒(2)右端；所述旋紧螺栓(5)螺纹部分缠绕生料带后旋紧到外部套筒(1)的圆形通孔(121)。

11.如权利要求1所述的一种自由场压力传感器动态灵敏度系数标定装置，其特征在于所述外部套筒(1)、尾部套筒(2)、尾部螺栓(4)、旋紧螺栓(5)材料均为45#钢；霍普金森压杆(7)材料为合金钢60SiMnV；密封圆台(3)的材料为橡胶；密封圈(6)材料为氟胶。

12.如权利要求1所述的一种自由场压力传感器动态灵敏度系数标定装置，其特征在于所述粗圆柱(22)和尾部螺栓(4)的右端外侧壁均沿轴线方向被斜切两刀。

Images