CN112326110A - 一种基于压力-力值转换的高低温正弦压力校准装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种基于压力‑力值转换的高低温正弦压力校准装置，属于试验技术领域。本发明利用振动台来驱动活塞，在气缸中产生频率可变，幅值可调的气体正弦压力，被校压力传感器安装在气缸上，气缸上端安装一个活塞，活塞与力传感器刚性连接，气缸中产生的脉动压力通过活塞转化为脉动力值进行校准，安装被校压力传感器的气缸放置在高低温环境试验箱中，通过调节高低温试验箱来控制被校压力传感器感受到的温度。活塞与气缸内壁应选用同一种材质，进而保证密封性。本发明作方便简单、气动反应快、无污染、不损毁传感器、管路不易阻塞，具有非常高的耐用性和可靠性，适合于中低压以及负压动态压力的校准与模拟试验。

Description

一种基于压力-力值转换的高低温正弦压力校准装置
技术领域
本发明涉及一种基于压力-力值转换的高低温正弦压力校准装置，特别涉及一种温度、频率、压力可调的正弦压力校准装置，属于试验技术领域。
背景技术
随着科学技术的不断发展，需要进行动态测试的领域不断增加，目前正弦压力校准装置是应用最广的动态压力校准装置之一，正弦类压力校准装置在实验中可以通过调节频率，调节压力，从而得到压力测试系统的幅频特性以及相频特性。目前国内正弦压力校准装置基本都在常温或实验室环境下进行校准，即在常温或实验室的温度条件下，将被校压力测试系统安装在正弦压力校准装置上，通过施加不同频率、不同压力下的正弦压力，从而得到被校压力测试系统的幅值、相移与频率、压力之间的关系，但是目前大部分动态压力测试系统安装在低温或高温环境下进行测试，因此常温下的校准结果难以准确体现压力测试系统的低温或高温环境下的输出特性。当前的高低温脉动压力校准技术难以解决溯源的问题，标准压力幅值难以得到。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于压力-力值转换的高低温正弦压力校准装置，利用振动台驱动活塞，在气缸中产生频率可变、幅值可调的气体正弦压力，被校压力传感器安装安装在气缸上，气缸上端安装一个活塞，活塞与力传感器刚性连接，气缸中产生的脉动压力通过活塞转化为脉动力值进行校准，安装被校压力传感器的气缸放置在高低温环境试验箱中，通过调节高低温试验箱来控制被校压力传感器感受到的温度。为了保证密封性，活塞与气缸内壁应选用同一种材质，保证在相同的温度变化下其材料的变形量一致。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
本发明公开的一种基于压力-力值转换的高低温正弦压力校准装置，包括标准力传感器、第二活塞杆、第二活塞、压力室、第一活塞、动圈、振动台、第一活塞杆、被校压力传感器、气缸、高低温箱、台架。高低温正弦压力校准装置由上、下两部分组成，下部为驱动系统，上部为被校压力传感器校准系统。
振动台安装在地面上，第一活塞杆与振动台的动圈刚性连接，通过驱动动圈产生不同频率下的正弦位移运动；第一活塞与第一活塞杆刚性连接，气缸与第一活塞配合安装，被校压力传感器安装在气缸的侧壁上；第二活塞与第二活塞杆刚性连接，第二活塞杆与标准力传感器刚性连接，气缸与第二活塞配合安装；气缸嵌套在高低温试验箱中，高低温箱放置在台架上，台架安装在固定面上。
作为优选，为了保证密封性，活塞与气缸内壁应选用同一种材质，保证在相同的温度变化下其材料的变形量一致。通过活塞将压力转化为力值的方式，能够避免转变介质材料的变形量不足以及自身摩擦带来的影响。
本发明公开的一种基于压力-力值转换的高低温正弦压力校准装置的工作方法为：进行正弦动态压力试验时，首先根据被校传感器的量程选择相适应的标准力传感器，并安装在第二活塞杆上，将被校压力传感器安装在气缸的侧壁上，然后将高低温箱设置至试验温度，待温度达到目标值后，气缸处于设定温度条件下，启动振动台，设置需要试验的频率，动圈推动第一活塞杆产生正弦位移变化，第一活塞杆通过挤压气缸中的气体产生正弦交变压力，通过读取标准力传感器的电信号输出值，除以第二活塞的面积，计算得到标准压力值，再读取被校压力传感器的电信号输出值，计算得到被校压力传感器的灵敏度，实现基于压力-力值转换的高低温正弦压力校准。
有益效果
1、本发明公开的一种基于压力-力值转换的高低温正弦压力校准装置，通过振动台推动活塞杆来产生正弦压力，由于标准压力传感器在高低温的环境条件下输出的准确性无法保障，因此只能将压力参数转化为力值参数的方式来进行校准，溯源链清晰。本发明利用压力转化成力值的方式进行校准，并且考虑利用活塞—活塞杆—力传感器的形式将压力转化为力值，避免采用膜片等其他形式或结构由于环境温度改变而引起的材料属性变化所导致的问题。
2、本发明公开的一种基于压力-力值转换的高低温正弦压力校准装置，产生一个高低温条件下正弦压力，频率、压力值大小可调，不但能够实现低温环境下的校准，还能够实现高温条件下的校准；并且操作方便简单，无污染，不损毁传感器，具有非常高的耐用性和可靠性，非常适合于中低压以及负压动态压力的校准与模拟试验。
3、本发明公开的一种基于压力-力值转换的高低温正弦压力校准装置，介质采用空气，初始状态可以为常压状态、负压状态或高压状态，能够模拟不同的初始压力，满足不同类型的传感器需要，试验后的空气可直接排入大气之中，对环境无污染，处理方便；采用空气也不用担心长时间使用介质变质、对管路的腐蚀性以及补充更换等问题；并且气动反应快，动作迅速，维护简单，管路不易阻塞。
附图说明
图1是本发明公开的一种基于压力-力值转换的高低温正弦压力校准装置原理示意图。
其中，1—标准力传感器、2—第二活塞杆、3—第二活塞、4—压力室、5—第一活塞、6—动圈、7—振动台、8—第一活塞杆、9—被校压力传感器、10—气缸、11—高低温箱、12—台架。
具体实施方式
为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实例对发明内容做进一步说明。
实施例1：
如图1所示，本实施例公开一种基于压力-力值转换的高低温正弦压力校准装置，包括标准力传感器1、第二活塞杆2、第二活塞3、压力室4、第一活塞5、动圈6、振动台7、第一活塞杆8、被校压力传感器9、气缸10、高低温箱11、台架12。高低温正弦压力校准装置由上、下两部分组成，下部为驱动系统，上部为被校压力传感器校准系统。
振动台7安装在地面上，第一活塞杆8与振动台7的动圈6刚性连接，通过驱动动圈6产生不同频率下的正弦位移运动；第一活塞5与第一活塞杆8刚性连接，气缸10与第一活塞5配合安装，被校压力传感器9安装在气缸10的侧壁上；第二活塞3与第二活塞杆2刚性连接，第二活塞杆2与标准力传感器1刚性连接，气缸10与第二活塞3配合安装；气缸10嵌套在高低温试验箱11中，高低温箱放置11在台架12上，台架12安装在地上。
本实施例公开的一种基于压力-力值转换的高低温正弦压力校准装置的工作方法为：被校压力传感器9低温试验，传感器量程1MPa，进行低温正弦动态压力试验时，首先根据被校传感器9的量程选择1kN的标准力传感器1，并安装在第二活塞杆2上，将被校压力传感器9安装在气缸10的侧壁上，然后将高低温箱11设置至-50℃，待温度达到目标值后，气缸10处于低温条件下，启动振动台7，设置需要试验的频率，动圈6推动第一活塞杆8产生正弦位移变化，第一活塞杆8通过挤压气缸10中的气体产生0.3MPa正弦交变压力，通过读取标准力传感器1的电信号输出值，除以第二活塞3的面积，计算得到标准压力值，再读取被校压力传感器9的电信号输出值，计算得到被校压力传感器的灵敏度。
实施例2
如图1所示，本实施例公开的一种基于压力-力值转换的高低温正弦压力校准装置，包括标准力传感器1、第二活塞杆2、第二活塞3、压力室4、第一活塞5、动圈6、振动台7、第一活塞杆8、被校压力传感器9、气缸10、高低温箱11、台架12。高低温正弦压力校准装置由上、下两部分组成，下部为驱动系统，上部为被校压力传感器校准系统。
振动台7安装在地面上，第一活塞杆8与振动台7的动圈6刚性连接，通过驱动动圈6产生不同频率下的正弦位移运动；第一活塞5与第一活塞杆8刚性连接，气缸10与第一活塞5配合安装，被校压力传感器9安装在气缸10的侧壁上；第二活塞3与第二活塞杆2刚性连接，第二活塞杆2与标准力传感器1刚性连接，气缸10与第二活塞3配合安装；气缸10嵌套在高低温试验箱11中，高低温箱放置11在台架12上，台架12安装在地上。
本实施例公开的一种基于压力-力值转换的高低温正弦压力校准装置的工作方法为：被校压力传感器9高温试验，传感器量程0.5MPa，进行高温正弦动态压力试验时，首先根据被校传感器9的量程选择500N的标准力传感器1，并安装在第二活塞杆2上，将被校压力传感器9安装在气缸10的侧壁上，然后将高低温箱11设置至200℃，待温度达到目标值后，气缸10处于低温条件下，启动振动台7，设置需要试验的频率，动圈6推动第一活塞杆8产生正弦位移变化，第一活塞杆8通过挤压气缸10中的气体产生0.2MPa正弦交变压力，通过读取标准力传感器1的电信号输出值，除以第二活塞3的面积，计算得到标准压力值，再读取被校压力传感器9的电信号输出值，计算得到被校压力传感器的灵敏度。
在进行试验时，压力室中的初始压力可以根据需要进行设置。
本实施例公开的基于压力-力值转换的高低温正弦压力校准装置，所涉及的机械结构都具有非常长的使用寿命以及长时间连续使用能力，并且使用气体介质，对传感器以及使用环境都不会造成损坏与污染。
以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于压力-力值转换的高低温正弦压力校准装置，其特征在于：包括标准力传感器(1)、第二活塞杆(2)、第二活塞(3)、压力室(4)、第一活塞(5)、动圈(6)、振动台(7)、第一活塞杆(8)、被校压力传感器(9)、气缸(10)、高低温箱(11)、台架(12)；高低温正弦压力校准装置由上、下两部分组成，下部为驱动系统，上部为被校压力传感器校准系统；
振动台(7)安装在地面上，第一活塞杆(8)与振动台(7)的动圈(6)刚性连接，通过驱动动圈(6)产生不同频率下的正弦位移运动；第一活塞(5)与第一活塞杆(8)刚性连接，气缸(10)与第一活塞(5)配合安装，被校压力传感器(9)安装在气缸(10)的侧壁上；第二活塞(3)与第二活塞杆2刚性连接，第二活塞杆2与标准力传感器1刚性连接，气缸(10)与第二活塞(3)配合安装；气缸(10)嵌套在高低温试验箱(11)中，高低温箱放置(11)在台架(12)上，台架(12)安装在固定面上。
2.如权利要求1所述的一种基于压力-力值转换的高低温正弦压力校准装置，其特征在于：为了保证密封性，活塞与气缸(10)内壁应选用同一种材质，保证在相同的温度变化下其材料的变形量一致；通过活塞将压力转化为力值的方式，能够避免转变介质材料的变形量不足以及自身摩擦带来的影响。
3.如权利要求1或2所述的一种基于压力-力值转换的高低温正弦压力校准装置，其特征在于：工作方法为，进行正弦动态压力试验时，首先根据被校传感器的量程选择相适应的标准力传感器(1)，并安装在第二活塞杆(2)上，将被校压力传感器(9)安装在气缸(10)的侧壁上，然后将高低温箱(11)设置至试验温度，待温度达到目标值后，气缸(10)处于设定温度条件下，启动振动台(7)，设置需要试验的频率，动圈(6)推动第一活塞杆(8)产生正弦位移变化，第一活塞杆(8)通过挤压气缸(10)中的气体产生正弦交变压力，通过读取标准力传感器(1)的电信号输出值，除以第二活塞(3)的面积，计算得到标准压力值，再读取被校压力传感器(9)的电信号输出值，计算得到被校压力传感器的灵敏度，，实现基于压力-力值转换的高低温正弦压力校准。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112945460A (zh) * 2021-03-15 2021-06-11 金仪计量科技(苏州)有限公司 一种振动装置及仪表检测装置
CN113358290A (zh) * 2021-06-16 2021-09-07 马鞍山市奈特仪表科技有限公司 一种基于氦质谱检漏仪的不锈钢密封检测方法
CN113820068A (zh) * 2021-09-14 2021-12-21 河南省计量科学研究院 一种土压力计的动态校准装置
CN114112769A (zh) * 2021-11-24 2022-03-01 中国水利水电科学研究院 一种三轴试验仪压力室活塞摩擦力校准方法及装置
CN114199581A (zh) * 2021-11-23 2022-03-18 内蒙航天动力机械测试所 一种固体姿轨控发动机动态校准力源装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101441125A (zh) * 2008-12-26 2009-05-27 中国航空工业第一集团公司北京长城计量测试技术研究所 微小脉动压力发生器
CN101769814A (zh) * 2008-12-26 2010-07-07 中国航空工业第一集团公司北京长城计量测试技术研究所 基于压电陶瓷技术的动态压力校准器
CN102042895A (zh) * 2010-11-26 2011-05-04 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 差动活塞正弦压力发生器
CN103499414A (zh) * 2013-10-16 2014-01-08 北京航空航天大学 一种用于小型压力传感器的动态校准装置
CN104316260A (zh) * 2014-11-14 2015-01-28 陕西电器研究所 适用于高温环境微压力传感器的校准系统
CN109236807A (zh) * 2018-09-13 2019-01-18 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 基于液气压力转换的微小动态压力发生器及工作方法
CN110702303A (zh) * 2019-09-27 2020-01-17 西安航天计量测试研究所 一种用于小力值传感器溯源的正弦动态力校准系统及方法
CN110849541A (zh) * 2019-11-28 2020-02-28 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、低温脉动压力溯源方法及装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101441125A (zh) * 2008-12-26 2009-05-27 中国航空工业第一集团公司北京长城计量测试技术研究所 微小脉动压力发生器
CN101769814A (zh) * 2008-12-26 2010-07-07 中国航空工业第一集团公司北京长城计量测试技术研究所 基于压电陶瓷技术的动态压力校准器
CN102042895A (zh) * 2010-11-26 2011-05-04 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 差动活塞正弦压力发生器
CN103499414A (zh) * 2013-10-16 2014-01-08 北京航空航天大学 一种用于小型压力传感器的动态校准装置
CN104316260A (zh) * 2014-11-14 2015-01-28 陕西电器研究所 适用于高温环境微压力传感器的校准系统
CN109236807A (zh) * 2018-09-13 2019-01-18 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 基于液气压力转换的微小动态压力发生器及工作方法
CN110702303A (zh) * 2019-09-27 2020-01-17 西安航天计量测试研究所 一种用于小力值传感器溯源的正弦动态力校准系统及方法
CN110849541A (zh) * 2019-11-28 2020-02-28 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、低温脉动压力溯源方法及装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112945460A (zh) * 2021-03-15 2021-06-11 金仪计量科技(苏州)有限公司 一种振动装置及仪表检测装置
CN112945460B (zh) * 2021-03-15 2022-06-03 金仪计量科技(苏州)有限公司 一种振动装置及仪表检测装置
CN113358290A (zh) * 2021-06-16 2021-09-07 马鞍山市奈特仪表科技有限公司 一种基于氦质谱检漏仪的不锈钢密封检测方法
CN113358290B (zh) * 2021-06-16 2022-05-31 马鞍山市奈特仪表科技有限公司 一种基于氦质谱检漏仪的不锈钢密封检测方法
CN113820068A (zh) * 2021-09-14 2021-12-21 河南省计量科学研究院 一种土压力计的动态校准装置
CN114199581A (zh) * 2021-11-23 2022-03-18 内蒙航天动力机械测试所 一种固体姿轨控发动机动态校准力源装置
CN114112769A (zh) * 2021-11-24 2022-03-01 中国水利水电科学研究院 一种三轴试验仪压力室活塞摩擦力校准方法及装置
CN114112769B (zh) * 2021-11-24 2022-07-22 中国水利水电科学研究院 一种三轴试验仪压力室活塞摩擦力校准方法及装置

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