CN112179265B - 用于高温应变传感器静态性能标定装置及标定方法 - Google Patents

用于高温应变传感器静态性能标定装置及标定方法 Download PDF

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Abstract

本发明用于高温应变传感器静态性能标定装置及标定方法属于高温应变测试技术领域,涉及一种用于高温应变传感器静态性能标定装置及标定方法。该标定装置由高温炉、加载测量系统组成,其中高温炉由加热和保温单元、夹持单元及温控单元组成,加载测量系统由加载单元和测量单元组成。标定方法采用高温应变传感器静态性能标定装置进行标定,先安装夹持系统,再安装标定梁、加载测量系统,最后,对高温传感器灵敏度系数、高温传感器漂移率进行标定。方法具有操作简单,测试精度高、重复性好、温度变化范围大、实验结果可靠的特点,为高温下静态标定电阻应变传感器的性能参数提供了有效的实验平台。

Description

用于高温应变传感器静态性能标定装置及标定方法
技术领域
本发明属于高温应变测试技术领域,涉及一种用于高温应变传感器静态性能标定装置及标定方法。
背景技术
国内航空技术正处于高速发展阶段,航空发动机作为航天器的核心部件,大多数采用的是涡轮发动机,而叶片作为发动机主要构成部分,在运行过程中将会受到高温、高振动、热应力、强气流等综合作用,随着使用时间的增长,叶片容易损坏,使发动机出现故障。因此,需要对高温等恶劣环境下工作的叶片进行应变监测。
现阶段采用电阻应变计对航空发动机涡轮叶片的受力应变检测是较为主流的方式,而所采用的电阻应变计需满足测试准确度高、响应速度快、灵敏度高、抗高温高压、稳定性好等优点,因此,对电阻应变计在高温环境下的应变灵敏系数(GF)、漂移率等性能参数的测试标定十分关键。现有的电阻应变计的性能标定装置一般以常温测试为主,少有高温应变标定装置,应变计标定装置主要有力加载和位移加载两种模式,力加载以高温拉伸机为主,专利CN207456931U“一种用于石墨材料 1100℃高温力学性能的测试装置”发明人杨辉等公开了一种用于石墨构件高温力学性能测试的装置,在高温环境中对试样的力学性能及试样表面的传感器性能进行测试。但其对拉伸件基底要求比较严苛,操作复杂。
位移加载主要有等强度悬臂梁、四点简支梁两种类型,申请号为 201610953071.2的中国发明专利“一种用于室温至1800℃高温应变校准标定装置”公开了一种由高温应变实验炉、温控系统和高温应变测试系统组成的标定装置,可测量高温工况下应变片的性能参数随温度变化特性等。但其采用简支梁标定,外形较大,不够紧凑,不利于针对尺寸较小的薄膜应变计进行高温性能标定,高温下该种位移测试方式实施不便,精度较差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,发明一种用于高温应变传感器静态性能标定装置及标定方法。本发明为了解决现有应变片标定装置工作温度低,高温标定装置适用基底要求较高、难以在高温下控制加载微应变精度的问题,采用等强度梁作为标定梁,耐受温度高;采用位移加载方式对等强度梁施加载荷,完成应变计在高温环境下的应变灵敏系数(GF)、漂移率、蠕变、热输出、机械输出、滞后等性能参数的测试标定。为高温下静态标定应变传感器的性能参数提供了有效的实验平台,为航空发动机涡轮叶片高温环境下的应变检测提供数据支持。
本发明采用的技术方案是一种用于高温应变传感器静态性能标定装置,其特征是,该装置由高温炉、加载测量系统组成;
所述的高温炉5由加热和保温单元、夹持单元及温控单元组成,其中,加热和保温单元位于该标定装置中心;加热和保温单元由炉腔25、保温石棉22、加热元件21组成,加热元件21位于炉腔25两侧,保温石棉22和炉腔门6共同围成炉腔25;标定装置通过加热元件21进行加热,通过保温石棉22与炉腔门6对炉腔进行保温,通过控温模块设定程序控制温度,并能自动调节参数;
夹持单元由顶部螺母16、上导向板17、隔热垫18、连接杆19、标定梁夹具23组成;防止顶部螺母16受热变形的隔热垫18为纳米微孔隔热板;连接杆19是上部有外螺纹、下部具有内螺纹的陶瓷杆;连接杆19依次穿过上导向板17、隔热垫18、保温石棉22伸入炉腔25内,连接杆19上部通过顶部螺母16连接固定,可通过调整顶部螺母16与连接杆19螺纹连接的位置控制连接杆19在炉腔25中的位置,连接杆 19通过螺纹与微调整块螺栓26a在炉腔25中与标定梁夹具23连接;
标定梁夹具23由应变台板28、T型夹具台29、微调整块26、紧固螺钉27组成;标定梁24是纯弯曲的等强度梁,标定梁24一端插入到应变台板28的方形凹槽28a中,应变台板28上的燕尾形槽28b与T型夹具台29的燕尾形导轨相配合,应变台板28两边各有一个凸台28e,每个凸台28e有一个中心通孔28d,应变台板28上还加工有两个螺纹孔 28c;紧固螺钉27通过应变台板28的中心通孔28d与微调整块螺孔26b 连接,T型夹具台29通过夹具螺钉30与应变台板28上的螺纹孔28c连接;
夹持单元由顶部螺母16、上导向板17、隔热垫18、连接杆19、标定梁夹具23组成;防止高温炉顶盖受热变形的隔热垫18为纳米微孔隔热板;连接杆19是陶瓷杆,其上部有外螺纹与顶部螺母16螺纹固定连接,连接杆19下部有内螺纹孔;连接杆19依次穿过上导向板17、隔热垫18、保温石棉22伸入炉腔25内;连接杆19通过内螺纹与标定梁夹具23中的微调整块26螺纹固定连接;
标定梁夹具23安装在炉腔25内部,标定梁夹具23由应变台板28、T型夹具台29、微调整块26、紧固螺钉27组成;标定梁24是纯弯曲的等强度梁,将粘贴好应变传感器的标定梁24一端插入到应变台板28的方形凹槽28a中,应变台板28上的燕尾形槽28b与T型夹具台29的燕尾形导轨相配合,应变台板28两边各有一个凸台28e,每个凸台28e有一个中心通孔28d,应变台板28上还加工有两个螺纹孔28c;通过两个夹具螺钉30将T型夹具台29和应变台板28连接固定;微调整块26上部分为垂直螺纹杆26a与连接杆19的空心螺纹连接,微调整块26下部形状为水平方形结构,中心有空心螺纹孔26b与紧固螺钉27螺纹连接;
温控单元由控温模块和热电偶组成,热电偶插入炉腔25中测温,由控温模块实现温度控制;
所述的加载测量系统位于高温炉5外侧,通过支撑架定位杆3确定位置,并经支撑架10和高温炉手轮4固定于炉腔门6上;加载测量系统由加载单元和测量单元组成;
加载单元由电源8、支撑架10、支撑架定位杆3、前导向板7、电机驱动器14、电机控制器15、直线步进电机9和加载杆20组成,其中直线步进电机9通过支撑架螺栓13固定于支撑架10上,加载杆20通过螺纹与直线步进电机9的丝杆螺纹连接,电机丝杆及加载杆20通过前导向板7伸入炉腔25,通过控制器15向电机驱动器14输入步进信号,驱动直线步进电机9,使电机丝杆和加载杆20通过前导向板7向前产生位移,并作用在标定梁24上施加载荷;加载杆20通过螺纹与直线步进电机丝杆连接,并通过前导向板伸入加热炉腔中;
测量单元由激光位移传感器11、传感器座12、数字信号采集表2、计算机1组成,传感器座12通过支撑架螺栓13固定在支撑架10底板上,激光位移传感器11安装在传感器座12上,置于直线步进电机9尾部,激光位移传感器11通过线缆连接计算机1,数字信号采集表2通过引线与标定梁24上粘贴的应变传感器的引脚连接,通过螺栓安装在传感器座12上;激光位移传感器11通过测量直线步进电机9尾部丝杆的位移,进而测得标定梁24的位移,数据在程式化编程的可视化窗口显示采集;
一种用于高温应变传感器静态性能标定方法,其特征是,该方法采用高温应变传感器静态性能标定装置进行标定,方法的具体步骤如下:
第一步安装夹持系统,
先将上导向板17、隔热垫18通过螺栓安装在高温炉5上方,将连接杆19穿过上导向板17、隔热垫18的中心孔,连接杆19顶部通过顶部螺母16螺纹固定;然后,将微调整块26通过螺纹与连接杆19螺纹连接,同时将微调整块26通过紧固螺钉27与应变台板28连接,T型夹具台29通过夹具螺钉30与应变台板28连接;通过调整连接杆19长度控制在炉腔25中的位置;
第二步安装标定梁与姿态调整,
标定梁24安装在应变台板28的方形凹槽28a中,用螺栓固定,通过跳动仪找正,使标定梁保持竖直姿态,并通过引线连接应变传感器引脚和数字信号采集表2;标定梁夹具23安装好后,通过松动紧固螺钉 27,使标定梁夹具23绕紧固螺钉径向调整角度,并用跳动仪测量保证标定梁呈竖直状态,然后拧紧紧固螺钉27,以保证标定梁与加载杆垂直;
第三步安装加载测量系统,
将直线步进电机9固定在支撑架10底板上,加载杆20与直线步进电机的丝杆螺纹连接;将电源8、电机驱动器14、电机控制器15安装在支撑架10底板上,通过调整支撑架定位杆3位置确定支撑架10位置,保证加载杆20穿过前导向板7伸入炉腔25中,将支撑架10通过高温炉手轮4与炉腔门6固定;安装激光位移传感器11于传感器座12上;连接激光位移传感器11与计算机1,由计算机1实时记录位移变化;
第四步对高温传感器灵敏度系数进行标定;
安装完成后,操作标定装置;启动直线步进电机9,当加载杆20与标定梁24接触,数字信号采集表2恰好产生示数变化时停止;此时,调整激光传感器11的位置,使丝杆尾端在激光传感器的量程范围内;
标定装置通过加热元件进行加热,通过保温石棉与炉腔门对炉腔进行保温,通过控温模块设定程序控制温度,并能自动调节参数。
先设定高温炉程序,匀速加热至恒定高温环境,保温一定时间并计时,通过输入步进信号驱动直线步进电机9对标定梁24进行加载,通过激光位移传感器11测标定梁24位移,数字信号采集表2记录应变传感器数据变化,计算得出灵敏度系数GF:
Figure BDA0002700246640000061
其中,ε为标定梁上产生的微应变;R为传感器起始阻值;ΔR为传感器阻值变化量;
第五步对高温传感器漂移率进行标定;
设定高温炉程序,匀速加热至恒定高温环境,保温一定时间,通过输入步进信号驱动直线步进电机9 对标定梁24进行恒定载荷加载并计时,通过激光位移传感器11测标定梁24 位移,通过数字信号采集表2 记录应变传感器随时间变化数据,计算得出漂移率DR:
Figure BDA0002700246640000071
其中,R为传感器恒定载荷刚加载时阻值;ΔR为恒定载荷加载Δt后阻值变化量,Δt为恒定载荷加载时间。
本发明的有益效果是相对于现有的技术而言,本发明提供了一种结构紧凑、安装简单、操作方便、精度较高的高温应变传感器静态性能标定装置及标定方法。采用等强度梁作为标定梁,最高耐受温度高。采用位移加载方式对等强度梁施加载荷,完成应变计在高温环境下的应变灵敏系数(GF)、漂移率、蠕变、热输出、机械输出、滞后等性能参数的测试标定。该标定装置也可以标定应变传感器其他参数,如重复性、机械滞后、热输出等。
附图说明
图1为高温环境下应变传感器标定装置示意图,图2为高温环境下高温炉剖视图,图3为本发明的加载测量系统示意图,图4为本发明的夹持单元示意图,图5为本发明的夹持单元侧视图,图6为本发明的夹持单元爆炸图,图7为微调整块零件图。
其中,1-计算机;2-数字信号采集表;3-支撑架定位杆;4-高温炉手轮;5-高温炉;6-炉腔门;7-前导向板;8-电源;9-直线步进电机; 10-支撑架;11-激光位移传感器;12-传感器座;13-支撑架螺栓14-电机驱动器;15-电机控制器;16-顶部螺母;17-上导向板;18-隔热垫;19-连接杆;20-加载杆;21-加热元件;22-保温石棉;23-标定梁夹具; 24-标定梁;25-炉腔;26-微调整块;26a-微调整块螺栓;26b-微调整块螺孔;27-紧固螺钉;28-应变台板;28a-方形凹槽中;28b-燕尾形槽; 28c-螺纹孔;28d-中心通孔,28e-凸台;29-T型夹具台;30-夹具螺钉。
图8为本发明1200℃下对高温应变传感器标定测试的应变-电阻变化曲线。
具体实施方案
下面结合附图和技术方案详细说明本发明的具体实施。
本发明的高温应变传感器静态性能标定装置如图1-图6所示,图中激光位移传感器最大量程为10mm、显示灵敏度0.5μm、精度为 0.08%~0.1%,数据在Labview编程的可视化窗口显示采集。直线步进电机丝杆直径为9.525mm,螺纹导程5.08mm,电机步距角1.8°,整步步长0.0254mm/步。
本发明一种用于高温应变传感器静态性能标定装置,该装置由高温炉、加载测量系统组成,其中高温炉由加热和保温单元、夹持单元及温控单元构成,加载测量系统由加载单元和测量单元组成。其中,加热和保温单元位于该标定装置中心,加热和保温单元由炉腔25、保温石棉 22、加热元件21组成,其中加热元件21位于炉腔5两侧,保温石棉22 和炉腔门6共同围成炉腔25。本实施例加热炉5采用硅钼棒加热元件 21加热,硅钼棒加热元件21在炉腔两侧布置,内加热式电加热炉能够长期稳定工作于1700℃,并可以通过设置程序进行分温区定时加热。
夹持单元顶部螺母16、上导向板17、隔热垫18、连接杆19、标定梁夹具23组成,其中标定梁夹具23由应变台板28、T型夹具台29、微调整块26、紧固螺钉27组成,连接杆18依次穿过上导向板17、隔热垫18、保温石棉22伸入炉腔25内,连接杆19上部通过顶部螺母16连接固定,并可通过调整固定长度控制连接杆19在炉腔25中的位置,连接杆19通过螺纹在炉腔25中与标定梁夹具23连接,并可通过调整微调整块26控制标定梁夹具姿态。
温控单元由控温模块和热电偶组成,热电偶插入炉腔测温,控温模块实现温度控制。
加载单元由电源8、支撑架10、支撑架定位杆3、前导向板7、电机驱动器14、电机控制器15、直线步进电机9和加载杆20组成,其中加载杆20与直线步进电机9的丝杆通过螺纹连接,直线步进电机9通过支撑架螺栓13固定于支撑架10上,加载杆20通过螺纹与直线步进电机9的丝杆连接,电机丝杆及加载杆20通过前导向板7伸入炉腔25,通过控制器15向电机驱动器14输入步进信号,驱动直线步进电机9,使电机丝杆和加载杆20通过前导向板7向前产生位移,并作用在标定梁23上施加载荷。
测量单元由激光位移传感器11、传感器座12、数字信号采集表2、计算机1组成,传感器座12通过支撑架螺栓13固定在支撑架10底板上,激光位移传感器11安装在传感器座12上,置于直线步进电机9尾部,激光位移传感器11通过线缆连接计算机1,数字信号采集表2通过引线与应变传感器引脚连接,通过螺栓安装在传感器座12上,并固定在支撑架10底板,激光位移传感器11通过测量直线步进电机9尾部丝杆的位移,进而测得标定梁24位移,数据在程式化编程的可视化窗口显示采集。
一种用于高温应变传感器静态性能标定方法,该方法采用高温应变传感器静态性能标定装置进行标定,方法具体步骤如下:
第一步安装夹持系统,
先将上导向板17、隔热垫18通过螺栓安装在高温炉5上方,将连接杆19穿过上导向板17、隔热垫18的中心孔,连接杆19顶部用顶部螺母16固定。然后,将微调整块26通过螺纹与连接杆19螺纹连接固定。同时将微调整块26通过紧固螺钉27与应变台板28连接,T型夹具台29通过夹具螺钉30与应变台板28连接。
第二步安装标定梁与姿态调整,
标定梁夹具23由应变台板28、T型夹具台29、微调整块26、紧固螺钉27组成,将标定梁一端安装在应变台板28的方形凹槽中,通过跳动仪找正使标定梁保持竖直姿态,并通过引线连接应变传感器引脚和数字信号采集表2;当标定梁夹具23安装好后,通过松动紧固螺钉27,使标定梁夹具23绕紧固螺钉径向调整角度,并用跳动仪测量保证标定梁呈竖直状态,然后拧紧紧固螺钉27,以保证标定梁与加载杆垂直;
第三步安装加载测量系统,
将直线步进电机9固定在支撑架10固定位置上,将加载杆20与直线步进电机的丝杆通过螺纹连接,将电源8、电机驱动器14、电机控制器15安装在支撑架10上,通过调整支撑架定位杆3确定支撑架10位置,保证加载杆20穿过前导向板7伸入炉腔25中,将支撑架10通过高温炉手轮4与炉腔门6固定;安装激光位移传感器11于传感器座12 上;连接激光位移传感器与计算机,保证计算机实时记录位移变化;
第四步对高温传感器灵敏度系数和高温传感器漂移率进行标定。
安装完成后,操作标定装置;启动直线步进电机9,当加载杆20与标定梁24接触,数字信号采集表2恰好产生示数变化时停止。此时,调整传感器11的位置,使电机丝杆尾端在传感器的量程范围内;利用跳动仪将粘贴好应变传感器的标定梁24调整到竖直状态,将应变传感器引脚与六位半数字电表连接采集信号。高温炉加热程序设置为5℃ /min升温至1200℃,并保温。通过输入步进信号驱动直线步进电机9 对标定梁24进行加载,通过激光位移传感器11测标定梁24位移,数字信号采集表2记录应变传感器数据变化。
启动直线步进电机9,通过激光位移传感器11测得标定梁位移为 2.94mm,根据应变计算公式:
Figure BDA0002700246640000111
其中l=64mm为直接受载点距离传感器的位置,x为测得的直接受载点的位移,h=0.635mm为标定梁的厚度,L=77mm为直接受载点距标定梁约束端的距离。
通过六位半数字电表记录电阻变化,通过上述灵敏度系数GF公式 (1)计算得到其灵敏度系数GF为27,漂移率DR公式(2)计算出漂移率DR为0.064%/h。图8为本发明1200℃下对高温应变传感器标定测试的应变-电阻变化曲线。

Claims (2)

1.一种用于高温应变传感器静态性能标定装置,其特征是,该装置由高温炉、加载测量系统组成;
所述的高温炉(5)由加热和保温单元、夹持单元及温控单元组成,其中,加热和保温单元位于该标定装置中心;加热和保温单元由炉腔(25)、保温石棉(22)、加热元件(21)组成,加热元件(21)位于炉腔(25)两侧,保温石棉(22)和炉腔门(6)共同围成炉腔(25);标定装置通过加热元件(21)进行加热,通过保温石棉(22)与炉腔门(6)对炉腔进行保温,通过控温模块设定程序控制温度,并能自动调节参数;
夹持单元由顶部螺母(16)、上导向板(17)、隔热垫(18)、连接杆(19)、标定梁夹具(23)组成;防止顶部螺母(16)受热变形的隔热垫(18)为纳米微孔隔热板;连接杆(19)是上部有外螺纹、下部具有内螺纹的陶瓷杆;连接杆(19)依次穿过上导向板(17)、隔热垫(18)的中心孔、保温石棉(22)伸入炉腔(25)内,连接杆(19)上部外螺纹与顶部螺母(16)螺纹连接固定,通过调整顶部螺母(16)与连接杆(19)螺纹连接的位置,控制连接杆(19)在炉腔(25)中的位置,连接杆(19)通过内螺纹与微调整块螺栓(26a)在炉腔(25)中与标定梁夹具(23)连接;
标定梁夹具(23)由应变台板(28)、T型夹具台(29)、微调整块(26)、紧固螺(27)组成;标定梁(24)是纯弯曲的等强度梁,标定梁(24)一端插入到应变台板(28)的方形凹槽(28a)中,应变台板(28)上的燕尾形槽(28b)与T型夹具台(29)的燕尾形导轨相配合,应变台板(28)两边各有一个凸台(28e),每个凸台(28e)中有一个中心通孔(28d),应变台板(28)上还加工有两个螺纹孔(28c);紧固螺钉(27)通过应变台板(28)的中心通孔(28d)与微调整块螺孔(26b)连接,T型夹具台(29)通过夹具螺钉(30)与应变台板(28)上的螺纹孔(28c)连接固定;
温控单元由控温模块和热电偶组成,热电偶插入炉腔(25)中测温,由控温模块实现温度控制;
所述的加载测量系统由加载单元和测量单元组成;加载测量系统位于高温炉(5)外侧,通过支撑架定位杆(3)确定位置,并经支撑架(10)和高温炉手轮(4)固定于炉腔门(6)上;
加载单元由电源(8)、支撑架(10)、支撑架定位杆(3)、前导向板(7)、电机驱动器(14)、电机控制器(15)、直线步进电机(9)和加载杆(20)组成,其中直线步进电机(9)通过支撑架螺栓(13)固定于支撑架(10)上,加载杆(20)通过螺纹与直线步进电机(9)的丝杆螺纹连接,电机丝杆及加载杆(20)通过前导向板(7)伸入炉腔(25),通过控制器(15)向电机驱动器(14)输入步进信号,驱动直线步进电机(9),使电机丝杆和加载杆(20)通过前导向板(7)向前产生位移,并作用在标定梁(24)上施加载荷;加载杆(20)通过螺纹与直线步进电机丝杆连接,通过前导向板(7)伸入到炉腔(25)中;
测量单元由激光位移传感器(11)、传感器座(12)、数字信号采集表(2)、计算机(1)组成,传感器座(12)通过支撑架螺栓(13)固定在支撑架(10)底板上,激光位移传感器(11)安装在传感器座(12)上,置于直线步进电机(9)尾部,激光位移传感器(11)通过线缆连接计算机(1),数字信号采集表(2)通过引线与待标定的应变传感器引脚连接,通过螺栓安装在传感器座(12)上,并固定在支撑架(10)底板;激光位移传感器(11)通过测量直线步进电机(9)尾部丝杆的位移,测得标定梁(24)位移,数据在程式化编程的可视化窗口显示采集。
2.一种用于高温应变传感器静态性能标定方法,该方法基于权利要求1所述的用于高温应变传感器静态性能标定装置实现;其特征是,该方法采用高温应变传感器静态性能标定装置进行标定,方法的具体步骤如下:
第一步安装夹持系统,
先将上导向板(17)、隔热垫(18)通过螺栓安装在高温炉(5)上方,将连接杆(19)穿过上导向板(17)、隔热垫(18)的中心孔,连接杆(19)顶部通过顶部螺母(16)螺纹固定;然后,将微调整块(26)通过螺纹与连接杆(19)螺纹连接,同时将微调整块(26)通过紧固螺钉(27)与应变台板(28)连接,T型夹具台(29)通过夹具螺钉(30)与应变台板(28)连接;通过调整连接杆(19)长度控制在炉腔(25)中的位置;
第二步安装标定梁与姿态调整,
标定梁(24)安装在应变台板(28)的方形凹槽(28a)中,通过松动紧固螺钉(27),使标定梁夹具(23)绕紧固螺钉径向调整角度,通过跳动仪找正,使标定梁保持竖直姿态,并通过引线连接应变传感器引脚和数字信号采集表(2);标定梁夹具(23)安装好后,通过松动紧固螺钉(27),使标定梁夹具(23)绕紧固螺钉径向调整角度,并用跳动仪测量保证标定梁呈竖直状态,然后拧紧紧固螺钉(27),以保证标定梁与加载杆垂直;
第三步安装加载测量系统,
将直线步进电机(9)固定在支撑架(10)底板上,将加载杆(20)与直线步进电机的丝杆通过螺纹连接;将电源(8)、电机驱动器(14)、电机控制器(15)安装在支撑架(10)底板上,通过支撑架定位杆(3)确定支撑架(10)位置,保证加载杆(20)穿过前导向板(7)伸入炉腔(25)中,将支撑架(10)通过高温炉手轮(4)与炉腔门(6)固定;安装激光位移传感器(11)于传感器座(12)上;连接激光位移传感器(11)与计算机(1),保证计算机(1)实时记录位移变化;
第四步对高温传感器灵敏度系数进行标定,
安装完成后,操作标定装置;启动直线步进电机(9),当加载杆(20)与标定梁(24)接触,数字信号采集表(2)恰好产生示数变化时停止;此时,调整激光传感器(11)的位置,使电机丝杆尾端在激光传感器的量程范围内;
先设定高温炉(5)程序,匀速加热至恒定高温环境,保温一定时间并计时,通过输入步进信号驱动直线步进电机(9)对标定梁(24)进行加载,通过激光位移传感器(11)测标定梁(24)位移,数字信号采集表(2)记录应变传感器数据变化,计算得出灵敏度系数GF:
Figure FDA0003098165540000051
其中,ε为标定梁上产生的微应变,R为传感器起始阻值,ΔR为传感器阻值变化量;
第五步对高温传感器漂移率进行标定,
设定高温炉程序,匀速加热至恒定高温环境,保温一定时间,通过输入步进信号驱动直线步进电机(9)对标定梁(24)进行恒定载荷加载并计时,通过激光位移传感器(11)测标定梁(24)位移,通过数字信号采集表(2)记录应变传感器随时间变化数据,计算得出漂移率DR:
Figure FDA0003098165540000052
其中,Δt为恒定载荷加载时间。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113804333B (zh) * 2021-08-24 2022-05-31 大连理工大学 一种高温热流传感器动态性能标定装置
CN114322818B (zh) * 2022-03-09 2022-06-14 北京航空航天大学 航天环境模拟器热实验用热沉光纤光栅标定装置及方法
CN114877855B (zh) * 2022-07-08 2022-09-20 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 一种高温应变传感器的高温应变测试和校准方法
CN117232470B (zh) * 2023-11-15 2024-01-30 天津航天瑞莱科技有限公司 一种应变片高温下性能参数标定装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101614640A (zh) * 2009-07-28 2009-12-30 中国核动力研究设计院 高温应变片性能参数测试装置及其测试方法
CN202502024U (zh) * 2012-01-06 2012-10-24 浙江工商大学 疲劳试验机计量标定虚拟仪器
CN104034600A (zh) * 2014-05-20 2014-09-10 北京航空航天大学 一种极高温环境下的疲劳裂纹扩展试验测试系统
CN105066872A (zh) * 2015-09-17 2015-11-18 北京科技大学 一种用于室温至1200℃高温应变片参数电测装置
CN204944745U (zh) * 2015-08-21 2016-01-06 中国工程物理研究院总体工程研究所 特种高温测力传感器标定装置
CN106153491A (zh) * 2016-07-06 2016-11-23 南京航空航天大学 一种碳纤维束氧化后质量损失率与应力应变实时测量系统及测量方法
CN106568654A (zh) * 2016-11-03 2017-04-19 北京科技大学 一种用于室温至1800℃高温应变校准标定装置
CN207456931U (zh) * 2017-11-21 2018-06-05 中钢集团新型材料(浙江)有限公司 一种用于石墨材料1100℃高温力学性能的测试装置
CN109932252A (zh) * 2019-03-20 2019-06-25 大连理工大学 一种电涡流加热高温力学测试装置
CN111578892A (zh) * 2020-04-13 2020-08-25 湖南省计量检测研究院 基于液压元件驱动的应变计校准装置及校准方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6010580B2 (ja) * 1978-03-31 1985-03-18 工業技術院長 高温流体の流速測定装置
JPS6029607A (ja) * 1983-07-27 1985-02-15 Shimadzu Corp 高温高圧材料試験機の変位計校正装置
KR100838033B1 (ko) * 2006-07-26 2008-06-12 두산중공업 주식회사 터빈제어시스템에서 로터의 팽창 거리 측정 오차 계산 방법

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101614640A (zh) * 2009-07-28 2009-12-30 中国核动力研究设计院 高温应变片性能参数测试装置及其测试方法
CN202502024U (zh) * 2012-01-06 2012-10-24 浙江工商大学 疲劳试验机计量标定虚拟仪器
CN104034600A (zh) * 2014-05-20 2014-09-10 北京航空航天大学 一种极高温环境下的疲劳裂纹扩展试验测试系统
CN204944745U (zh) * 2015-08-21 2016-01-06 中国工程物理研究院总体工程研究所 特种高温测力传感器标定装置
CN105066872A (zh) * 2015-09-17 2015-11-18 北京科技大学 一种用于室温至1200℃高温应变片参数电测装置
CN106153491A (zh) * 2016-07-06 2016-11-23 南京航空航天大学 一种碳纤维束氧化后质量损失率与应力应变实时测量系统及测量方法
CN106568654A (zh) * 2016-11-03 2017-04-19 北京科技大学 一种用于室温至1800℃高温应变校准标定装置
CN207456931U (zh) * 2017-11-21 2018-06-05 中钢集团新型材料(浙江)有限公司 一种用于石墨材料1100℃高温力学性能的测试装置
CN109932252A (zh) * 2019-03-20 2019-06-25 大连理工大学 一种电涡流加热高温力学测试装置
CN111578892A (zh) * 2020-04-13 2020-08-25 湖南省计量检测研究院 基于液压元件驱动的应变计校准装置及校准方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
高温应变片参数标定系统的设计与实验研究;胡挺等;《传感技术学报》;20150930;第28卷(第9期);第1341-1346页 *

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