CN112461445A - 一种直升机桨叶表面微型压力传感器校准装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直升机桨叶表面微型压力传感器校准装置，包括：底座，底座内开设有加压腔体，加压腔体的上端伸出底座上表面并形成有环腔，底座侧面开设有与所述加压腔体连通的进出气口，用于通过压力控制器的输出端；套管，套管内的上部开设有顶腔，下部开设有与所述顶腔连通的卡合腔，卡合腔的内径大于顶腔的内径；密封头，密封头上部两侧各设置有一个缺口，自每个缺口向密封头底面分别布设有一对第一接线柱和一对第二接线柱；其中，所述一对第一接线柱用于连接微型压力传感器的信号线，所述一对第二接线柱用于连接微型压力传感器的电源线。本发明可实现对微型压力传感器快速、批量校准。

Description

一种直升机桨叶表面微型压力传感器校准装置

技术领域

本发明涉及传感器校准领域，具体涉及一种直升机桨叶表面微型压力传感器校准装置。

背景技术

随着微电子加工技术的蓬勃发展，微型压力传感器广泛应用于航空、航天等科研生产领域，依据JJG860国家检定规程要求，传统的中高压以上的压力传感器常常通过螺纹接头将被检压力传感器的感压端与压力计量标准装置连接，实现计量标准装置提供不同目标压力值给被检的目的。然而，微型压力传感器的尺寸往往只有几个毫米，无法实现螺纹连接，且由于压力范围往往小于200kPa，当前的做法是利用腻子或者橡皮泥等软性材质，在被检微型压力传感器与计量标准装置的压力输出端的四周填充上述软性材质，达到密封的作用，从而开展计量工作。

传统的做法存在以下不足：一是由于被检传感器属于微压领域，如果软件材质封堵未压实，存在泄露的情况下，计量人员无法及时察觉，导致计量结果不准确，二是传统传感器校准过程用时长，一次只能对一个传感器进行校准，不能实现传感器的批量校准和定位。

发明内容

本发明的目的是提供一种直升机桨叶表面微型压力传感器校准装置，用于批量实现直升机桨叶表面微型压力传感器的精确校准和定位。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种直升机桨叶表面微型压力传感器校准装置，包括：

底座，底座内开设有加压腔体，加压腔体的上端伸出底座上表面并形成有环腔，底座侧面开设有与所述加压腔体连通的进出气口，用于通过压力控制器的输出端；套管，套管内的上部开设有顶腔，下部开设有与所述顶腔连通的卡合腔，卡合腔的内径大于顶腔的内径；密封头，密封头上部两侧各设置有一个缺口，自每个缺口向密封头底面分别布设有一对第一接线柱和一对第二接线柱；其中，所述一对第一接线柱用于连接微型压力传感器的信号线，所述一对第二接线柱用于连接微型压力传感器的电源线。

进一步地，所述微型压力传感器为扁矩形体结构，微型压力传感器具有四根导线，其中有两根信号线，两根电源线；在测试校准过程中，信号线、电源线分别连接至测试端的信号连接端、电源端。

进一步地，在装配时，先将微型压力传感器置于所述加压腔体中，将微型压力传感器的两根信号线、两根电源线分别与一对第一接线柱、一对第二接线柱连接，然后向所述环腔上套装外密封圈，将套管自上而下插入到所述底座的环腔上，向顶腔内套入内密封圈，再将所述密封头自上而下插入到顶腔中；最后将压力控制器的输出端通过进出气口插入到加压腔体中，再通过压力控制器调节并控制所述加压腔体内的压力，然后进行测试和校准。

进一步地，所述底座的加压腔体中可拆卸地设置有一对固定台，固定台用于对所述多个微型压力传感器导线进行分开约束，在每个固定台上方设置有一对理线柱，每一个理线柱分别用于固定微型压力传感器的一根导线的端部；所述理线柱上设置有弹性圈，通过弹性圈实现微型压力传感器导线与测试端的连接。

进一步地，固定台为矩形台，固定台侧面开设有过线槽，固定台内部设置有一对穿过固定台顶面、底面的束线腔，一对所述束线腔分别通过一个进线槽与所述过线槽连通；在每个进线槽侧面设置有一对弹簧伸缩杆，弹簧伸缩杆上安装有可伸缩的阻挡片，当弹簧伸缩杆伸长时，所述阻挡片对进线槽进行封堵。

进一步地，所述理线柱分别用于固定微型压力传感器的一根导线的端部，包括：

所述理线柱为圆柱形结构，在理线柱侧壁上沿轴向分布有多个卡线槽，卡线槽的数量为能同时校准的微型压力传感器的数量；微型压力传感器的导线进入到束线腔中之后，将同一束线腔中的每一根导线的端部，分别卡入到一个卡线槽中，实现对导线端部的固定。

进一步地，所述固定台上设置有支架，每个固定台上方通过支架安装一对理线柱，所述一对理线柱分别位于固定台上一对束线腔的上方。

进一步地，所述理线柱上设置有弹性圈，通过弹性圈实现微型压力传感器端部与测试端的连接，包括：

弹性圈为橡胶圈，弹性圈顶部分布有金属插孔，弹性圈内壁上分布有金属触点，每一个金属触点连接一个金属插孔；当弹性圈套在理线柱上之后，每一个金属触点与一个卡线槽中导线的端部接触。

进一步地，理线柱侧壁上设置有滑槽，滑槽上装配有滑块，弹性圈通过支杆连接滑块，滑槽下端设置有限位台；

推动弹性圈向下运动至滑块与限位台接触不能继续移动时，所述弹性圈套在了理线柱上，且金属触点与卡线槽端部接触。

进一步地，所述第一接线柱、第二接线柱的下部均沿圆周方向设置有多根金属插头，在密封头自上而下插装过程中，第一接线柱、第二接线柱下端的金属插头分别插入到理线柱上弹性圈的金属插孔中，从而实现微型压力传感器导线与测试端的连接。

进一步地，第一接线柱、第二接线柱上的每一个金属插头均对应一条测试线路，对测试线路进行编号，当在测试校准过程中，某个微型压力传感器故障或出错时，根据金属插头和导线的对应关系，能在拆卸后快速定位故障传感器。

进一步地，在每个固定台侧面上均设置一个弧面台，用于和底座上加压腔体的内壁相适配；在加压腔体内壁上设置有卡块，在所述弧面台上设置有与卡块配合的限位槽，起到对固定台的安装和限位作用。

与现有技术相比，本发明具有以下技术特点：

本发明提供的传感器校准装置，针对于扁平、细长结构的传感器构型，设计了密封机构，使得在加压状态下，装置不会产生泄露，在保证压力稳定的情况下，能精确地对传感器进行校准；另外，本方案中可对传感器进行批量校准，能对多传感器进行有效地固定，操作过程简单，保障与测试端连接可靠性，且测试过程中对于故障传感器可以进行简单地定位，从而为传感器校准提供一种高效、可靠的校准装置。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的固定台部分的结构示意图；

图3为第一接线柱的下端结构示意图；

图4为微型压力传感器的结构示意图。

图中标号说明：1底座，2加压腔体，3进出气口，4外密封圈，5内密封圈，6环腔，7卡合腔，8套管，9密封头，10顶腔，11第一接线柱，12金属插头，13第二接线柱，14固定台，15弧面台，16过线槽，17弹簧伸缩杆，18阻挡片，19进线槽，20束线腔，21支架，22限位槽，23理线柱，24卡线槽，25限位台，26滑块，27支杆，28弹性圈，29金属触点，30金属插孔。

具体实施方式

参见图4，本发明所述的直升机桨叶表面微型压力传感器，为扁矩形体结构，尺寸在2～3mm级别；传感器具有四根导线，其中两根信号线，两根电源线，在测试过程中，信号线、电源线分别需要与测试端的信号连接端、电源端连接，并且保证传感器处于密闭的且可控加压的环境下，同时为提高测试效率，还需要考虑一次性对多个传感器进行同时校准；当某传感器不合格时，还需要能快速定位是哪一个传感器。

基于上述技术要求，本申请提供了一种直升机桨叶表面微型压力传感器校准装置，参见图1至图4，包括：

底座1，底座1内开设有加压腔体2，加压腔体2的上端伸出底座1上表面并形成有环腔6，底座1侧面开设有与所述加压腔体2连通的进出气口3，用于通过压力控制器的输出端。套管8，套管8内的上部开设有顶腔10，下部开设有与所述顶腔10连通的卡合腔7，卡合腔7的内径大于顶腔10的内径。密封头9，密封头9上部两侧各设置有一个缺口，自每个缺口向密封头9底面分别布设有一对第一接线柱11和一对第二接线柱13。其中，所述一对第一接线柱11用于连接微型压力传感器的信号线，所述一对第二接线柱13用于连接微型压力传感器的电源线。第一接线柱11、第二接线柱13的顶端分别与测试端的信号连接端、电源端连接。

在装配时，先将微型压力传感器置于所述加压腔体2中，将微型压力传感器的两根信号线、两根电源线分别与一对第一接线柱11、一对第二接线柱13连接，然后向所述环腔6上套装外密封圈4，将套管8自上而下插入到所述底座1的环腔6上，向顶腔10内套入内密封圈5，再将所述密封头9自上而下插入到顶腔10中；最后将压力控制器的输出端通过进出气口3插入到加压腔体2中，再通过压力控制器调节并控制所述加压腔体2内的压力，从而在稳定的加压环境下通过测试端来对微型压力传感器进行测试和校准。

为了实现所述底座1与套管8的快速连接，所述卡合腔7内壁上装配有滚珠，在所述环腔6外壁上设置有滚珠槽，套管8安装于底座1上时，通过旋转、插接的方式可保证连接紧密、快速。

为了实现一次对多个微型压力传感器进行校准，参见图2，所述底座1的加压腔体2中可拆卸地设置有一对固定台14，固定台14用于对所述多个微型压力传感器导线进行分开约束，在每个固定台14上方设置有一对理线柱23，每一个理线柱23分别用于固定微型压力传感器的一根导线的端部；所述理线柱23上设置有弹性圈28，通过弹性圈28实现微型压力传感器导线与测试端的连接。

参见图2，固定台14为矩形台，固定台14侧面开设有过线槽16，固定台14内部设置有一对穿过固定台14顶面、底面的束线腔20，一对所述束线腔20分别通过一个进线槽19与所述过线槽16连通；在每个进线槽19侧面设置有一对弹簧伸缩杆17，弹簧伸缩杆17上安装有可伸缩的阻挡片18，当弹簧伸缩杆17伸长时，所述阻挡片18对进线槽19进行封堵。

本方案中设置两个固定台14，一个固定台14上的束线腔20用于约束所有微型压力传感器的两根信号线，另一个固定台14上的束线腔20则用于约束所有微型压力传感器的两根电源线。装配微型压力传感器时，先将所有微型压力传感器都放入到底座1的加压腔体2中，以约束其信号线为例，先通过调节弹簧伸缩杆17，使得阻挡片18收缩，然后将信号线通过过线槽16、进线槽19进入到一个束线腔20中，同样的方法使另一根信号线进入另外一个束线腔20中。对于电源线的约束同理。之所以不采用直接将电源线或信号线穿过束线腔20的方法，是因为导线(电源线及信号线)具有一定的长度，且线比较柔软，一根根穿过束线腔20非常不方便，而将线拉直后能快速地经过过线槽16、进线槽19进入到束线腔20中。当所有传感器的导线都进入到对应的束线腔20中之后，松开弹簧伸缩杆17，使阻挡片18对进线槽19进行封堵。

采用上述方法，可将所有位于加压腔体2内的微型压力传感器的四根导线分别约束在一个束线腔20中，便于后续的测试。

可选地，所述理线柱23分别用于固定微型压力传感器的一根导线的端部，包括：

所述理线柱23为圆柱形结构，在理线柱23侧壁上沿轴向分布有多个卡线槽24，卡线槽24的数量即为能同时校准的微型压力传感器的数量；微型压力传感器的导线进入到束线腔20中之后，将同一束线腔20中的每一根导线的端部，分别卡入到一个卡线槽24中，实现对导线端部的固定。

进一步地，所述固定台14上设置有支架21，每个固定台14上方通过支架21安装一对理线柱23，所述一对理线柱23分别位于固定台14上一对束线腔20的上方。

在本发明的一个实施例中，所述理线柱23上设置有弹性圈28，通过弹性圈28实现微型压力传感器端部与测试端的连接，包括：

弹性圈28为橡胶圈，弹性圈28顶部分布有金属插孔30，弹性圈28内壁上分布有金属触点29，每一个金属触点29连接一个金属插孔30；当弹性圈28套在理线柱23上之后，每一个金属触点29与一个卡线槽24中导线的端部接触；采用橡胶圈可保证接触的稳定。

对于所述弹性圈28的安装方式，参见图2，理线柱23侧壁上设置有滑槽，滑槽上装配有滑块26，弹性圈28通过支杆27连接滑块26，滑槽下端设置有限位台25。推动弹性圈28向下运动至滑块26与限位台25接触不能继续移动时，所述弹性圈28套在了理线柱23上，且金属触点29与卡线槽24端部接触；这样在装配时，将所有导线端部均置于卡线槽24中之后，只需要向下推动弹性圈28即可，非常方便。

参见图3，所述第一接线柱11、第二接线柱13的下部均沿圆周方向设置有多根金属插头12，在密封头9自上而下插装过程中，第一接线柱11、第二接线柱13下端的金属插头12分别插入到理线柱23上弹性圈28的金属插孔30中，从而实现微型压力传感器导线与测试端的连接。

即，本方案中，一对第一接线柱11对应一个固定台14，一个固定台14上方的两个理线柱23分别对应一个第一接线柱11，理线柱23上的一个卡线槽24对应该理线柱23上装配的弹性圈28的一个金属触点29和一个金属插孔30，而一个金属插孔30又对应第一接线柱11上的一个金属插头12，第二接线柱13同理；从而实现一个微型压力传感器的一根导线到第一接线柱11或第二接线柱13上的一个金属插头12的一一对应，从而实现传感器的批量校准检测。

第一接线柱11、第二接线柱13上的每一个金属插头12均对应一条测试线路，对测试线路进行编号，当在测试校准过程中，某个微型压力传感器故障或出错时，根据金属插头12和导线的对应关系，能在拆卸后快速定位故障传感器。

参见图2，在每个固定台14侧面上均设置一个弧面台15，用于和底座1上加压腔体2的内壁相适配；为了便于装配，在加压腔体2内壁上设置有卡块，在所述弧面台15上设置有与卡块配合的限位槽22，起到对固定台14的安装和限位作用，也使得导线能最终与金属插头12一一对应。

以上实施例仅用于说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种直升机桨叶表面微型压力传感器校准装置，其特征在于，包括：

底座(1)，底座(1)内开设有加压腔体(2)，加压腔体(2)的上端伸出底座(1)上表面并形成有环腔(6)，底座(1)侧面开设有与所述加压腔体(2)连通的进出气口(3)，用于通过压力控制器的输出端；套管(8)，套管(8)内的上部开设有顶腔(10)，下部开设有与所述顶腔(10)连通的卡合腔(7)，卡合腔(7)的内径大于顶腔(10)的内径；密封头(9)，密封头(9)上部两侧各设置有一个缺口，自每个缺口向密封头(9)底面分别布设有一对第一接线柱(11)和一对第二接线柱(13)；其中，所述一对第一接线柱(11)用于连接微型压力传感器的信号线，所述一对第二接线柱(13)用于连接微型压力传感器的电源线。

2.根据权利要求1所述的直升机桨叶表面微型压力传感器校准装置，其特征在于，所述微型压力传感器为扁矩形体结构，微型压力传感器具有四根导线，其中有两根信号线，两根电源线；在测试校准过程中，信号线、电源线分别连接至测试端的信号连接端、电源端。

3.根据权利要求1所述的直升机桨叶表面微型压力传感器校准装置，其特征在于，所述底座(1)的加压腔体(2)中可拆卸地设置有一对固定台(14)，固定台(14)用于对所述多个微型压力传感器导线进行分开约束，在每个固定台(14)上方设置有一对理线柱(23)，每一个理线柱(23)分别用于固定微型压力传感器的一根导线的端部；所述理线柱(23)上设置有弹性圈(28)，通过弹性圈(28)实现微型压力传感器导线与测试端的连接。

4.根据权利要求3所述的直升机桨叶表面微型压力传感器校准装置，其特征在于，固定台(14)为矩形台，固定台(14)侧面开设有过线槽(16)，固定台(14)内部设置有一对穿过固定台(14)顶面、底面的束线腔(20)，一对所述束线腔(20)分别通过一个进线槽(19)与所述过线槽(16)连通；在每个进线槽(19)侧面设置有一对弹簧伸缩杆(17)，弹簧伸缩杆(17)上安装有可伸缩的阻挡片(18)，当弹簧伸缩杆(17)伸长时，所述阻挡片(18)对进线槽(19)进行封堵。

5.根据权利要求3所述的直升机桨叶表面微型压力传感器校准装置，其特征在于，所述理线柱(23)分别用于固定微型压力传感器的一根导线的端部，包括：

所述理线柱(23)为圆柱形结构，在理线柱(23)侧壁上沿轴向分布有多个卡线槽(24)，卡线槽(24)的数量为能同时校准的微型压力传感器的数量；微型压力传感器的导线进入到束线腔(20)中之后，将同一束线腔(20)中的每一根导线的端部，分别卡入到一个卡线槽(24)中，实现对导线端部的固定。

6.根据权利要求3所述的直升机桨叶表面微型压力传感器校准装置，其特征在于，所述理线柱(23)上设置有弹性圈(28)，通过弹性圈(28)实现微型压力传感器端部与测试端的连接，包括：

弹性圈(28)为橡胶圈，弹性圈(28)顶部分布有金属插孔(30)，弹性圈(28)内壁上分布有金属触点(29)，每一个金属触点(29)连接一个金属插孔(30)；当弹性圈(28)套在理线柱(23)上之后，每一个金属触点(29)与一个卡线槽(24)中导线的端部接触。

7.根据权利要求6所述的直升机桨叶表面微型压力传感器校准装置，其特征在于，理线柱(23)侧壁上设置有滑槽，滑槽上装配有滑块(26)，弹性圈(28)通过支杆(27)连接滑块(26)，滑槽下端设置有限位台(25)；

推动弹性圈(28)向下运动至滑块(26)与限位台(25)接触不能继续移动时，所述弹性圈(28)套在了理线柱(23)上，且金属触点(29)与卡线槽(24)端部接触。

8.根据权利要求6所述的直升机桨叶表面微型压力传感器校准装置，其特征在于，所述第一接线柱(11)、第二接线柱(13)的下部均沿圆周方向设置有多根金属插头(12)，在密封头(9)自上而下插装过程中，第一接线柱(11)、第二接线柱(13)下端的金属插头(12)分别插入到理线柱(23)上弹性圈(28)的金属插孔(30)中，从而实现微型压力传感器导线与测试端的连接。

9.根据权利要求1所述的直升机桨叶表面微型压力传感器校准装置，其特征在于，第一接线柱(11)、第二接线柱(13)上的每一个金属插头(12)均对应一条测试线路，对测试线路进行编号，当在测试校准过程中，某个微型压力传感器故障或出错时，根据金属插头(12)和导线的对应关系，在拆卸后快速定位故障传感器。

10.根据权利要求3所述的直升机桨叶表面微型压力传感器校准装置，其特征在于，在每个固定台(14)侧面上均设置一个弧面台(15)，用于和底座(1)上加压腔体(2)的内壁相适配；在加压腔体(2)内壁上设置有卡块，在所述弧面台(15)上设置有与卡块配合的限位槽(22)。

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