CN215492221U - 微型应力传感器的校准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种微型应力传感器的校准装置，包括支架、荷重传感器、过渡件、旋转给力器，以及控制器；支架包括底板和设于底板上的门型梁；荷重传感器设于底板上，且位于门型梁的正下方，荷重传感器的承载面上用于放置内置有应力传感器的阻尼器；过渡件的一端适于伸入阻尼器内部并抵压在阻尼器的承压结构上方，另一端向上伸出阻尼器的顶端；旋转给力器固定连接于门型梁上，输出端与过渡件的中心抵接；控制器设于支架上，且与荷重传感器和应力传感器分别电连接。本实用新型提供的微型应力传感器的校准装置，能够通过螺旋给力的方式增加校准区间，且校准过程高效准确。

Description

微型应力传感器的校准装置

技术领域

本实用新型属于传感器校准技术领域，具体涉及一种微型应力传感器的校准装置。

背景技术

在透平发电机研究中，对发电机转子的受力研究尤为重要，利用微型应力传感器实时监测发电机内部转子受到的支承力变化，从而推测发电机的运行状态是一种新兴、可靠且高效的技术手段，微型应力传感器的校准精度直接影响其对发电机运行状态的监测准确度，由于微型应力传感器安装在发电机内部的阻尼器上，一旦发电机装配完成就无法再进行校准工作，且微型应力传感器的拆装过程十分繁琐，因此，需要在安装使用前完成传感器的校准工作。目前，对于这类微型应力传感器的校准大多采用标准重块压力法，即通过在应力传感器的支撑面上放置不同规格的标准重块进行校准，这种校准方式需要频繁更换重置标准重块，操作费事费力，且受标准重块的规格所限，因此对于校准区间的选择局限性较大，另外，在反复放置标准重块的过程中，无法保证每次放置的位置一致，也无法保证重块的重心与应力传感器的中心处于同一竖直轴线上，从而会影响校准精度。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种微型应力传感器的校准装置，旨在提高应力传感器的校准效率和准确度，降低校准区间的选择局限性。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种微型应力传感器的校准装置，包括支架、荷重传感器、过渡件、旋转给力器，以及控制器；其中，支架包括用于支撑的底板和设于底板上的门型梁；荷重传感器设于底板上，且位于门型梁的正下方，荷重传感器的承载面上用于放置内置有应力传感器的阻尼器；过渡件的一端适于伸入阻尼器内部并抵压在阻尼器的承压结构上方，另一端向上伸出阻尼器的顶端；旋转给力器固定连接于门型梁上，且位于过渡件的正上方，输出端与过渡件的中心抵接，用于向过渡件施加竖直下压力；控制器设于支架上，且与荷重传感器和应力传感器分别电连接。

在一种可能的实现方式中，过渡件包括嵌块、压力轴承，以及承接板；其中，嵌块置于阻尼器内部，并抵压于承压结构上，嵌块的顶壁上开设有轴承腔；压力轴承嵌装于轴承腔内；承接板压装于压力轴承上，底面中心设有竖直向下延伸的连接轴，连接轴与压力轴承的内孔插接，承接板的顶面凸出于阻尼器的顶端，且顶面中心与旋转给力器的输出端抵接。

一些实施例中，承接板的顶面中心设有球型或锥形的凹槽，旋转给力器的输出端设有球型或锥形的定位部，定位部嵌装于凹槽内。

在一种可能的实现方式中，旋转给力器包括连接板和螺杆；其中，连接板固定连接于门型梁上，中心开设有螺纹孔，螺纹孔与过渡件上下对齐；螺杆穿设于螺纹孔内，且与螺纹孔螺纹配合，螺杆的底端抵压于过渡件的中心，顶端向上穿过门型梁并设有适于连接操作扳手的六方柱体。

一些实施例中，底板的中心设有定位凹腔，荷重传感器的底部嵌装于定位凹腔内。

在本实施例中，门型梁的两侧壁上分别水平穿设有朝向阻尼器的侧壁延伸的限位件，两个限位件的延伸端用于配合限定阻尼器的放置位置。

示例性的，限位件包括连接杆和弧板；其中，连接杆水平穿设于门型梁的侧壁上，一端位于门型梁的外侧并设有操作部，另一端朝向荷重传感器的中心的正上方延伸；弧板设于连接杆的延伸端，内弧面靠近阻尼器的侧壁。

举例说明，连接杆与门型梁的侧壁滑动连接，连接杆上套设有弹性件，弹性件的一端与弧板的外弧面抵接，另一端与门型梁的内侧壁抵接，连接杆位于门型梁外侧的部位上穿设有插销，插销与门型梁的外侧壁抵接。

进一步地，连接杆上沿其轴向间隔分布有多个插孔，插销穿设于其中一个插孔内。

一些实施例中，控制器上设有显示屏，显示屏用于显示应力传感器和荷重传感器的测量数据。

本实用新型提供的微型应力传感器的校准装置的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型微型应力传感器的校准装置，在应力传感器安装至阻尼器内部后，且在阻尼器向发电机转子上装配之前进行校准，将阻尼器放置在荷重传感器的承载面上，然后将过渡件放置在阻尼器内部的承压结构上，由于固定在门型梁上的旋转给力器和设于底板上的荷重传感器是上下对齐的，因此通过旋转给力器能够向抵压在阻尼器内部的过渡件上施加竖直的下压力，保证应力传感器和荷重传感器的受力点处于同一竖直轴线上，两者测量的压力值传输至控制器进行比对，从而对应力传感器的校准提供依据，由于旋转给力器能够向过渡件施加任意大小的压力值，因此应力传感器的校准区间能够进行任意选择，因此校准过程简单高效、局限性小，且在改变压力大小的过程中，旋转给力器对过渡件、过渡件对阻尼器、阻尼器对荷重传感器均能够始终处于固定的抵压位置上，因此能够避免因荷重传感器和应力传感器在不同的压力作用下的受力点改变而引起的测量误差，从而提高应力传感器的校准精度。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的微型应力传感器的校准装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的微型应力传感器的校准装置的爆炸结构示意图；

图中：1、支架；11、底板；110、定位凹腔；12、门型梁；13、限位件；131、连接杆；1310、插孔；1311、操作部；132、弧板；133、弹性件；134、插销；2、荷重传感器；3、过渡件；31、嵌块；310、轴承腔；32、压力轴承；33、承接板；330、凹槽；331、连接轴；4、旋转给力器；41、连接板；411、螺纹孔；42、螺杆；421、六方柱体；422、定位部；5、控制器；50、显示屏；6、阻尼器。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要理解的是，传感器的校准是指给传感器加上一个标准的被测量，然后调整传感器的某些部件或软件参数，使得传感器的输出与被测量准确对应。

请一并参阅图1及图2，现对本实用新型提供的微型应力传感器的校准装置进行说明。所述微型应力传感器的校准装置，包括支架1、荷重传感器2、过渡件3、旋转给力器4，以及控制器5；其中，支架1包括用于支撑的底板11和设于底板11上的门型梁12；荷重传感器2设于底板11上，且位于门型梁12的正下方，荷重传感器2的承载面上用于放置内置有应力传感器的阻尼器6；过渡件3的一端适于伸入阻尼器6内部并抵压在阻尼器6的承压结构上方，另一端向上伸出阻尼器6的顶端；旋转给力器4固定连接于门型梁12上，且位于过渡件3的正上方，输出端与过渡件3的中心抵接，用于向过渡件3施加竖直下压力；控制器5设于支架1上，且与荷重传感器2和应力传感器分别电连接。

本实施例提供的微型应力传感器的校准装置，与现有技术相比，在应力传感器安装至阻尼器6内部后，且在阻尼器6向发电机转子上装配之前进行校准，将阻尼器6放置在荷重传感器2的承载面上，然后将过渡件3放置在阻尼器6内部的承压结构上，由于固定在门型梁12上的旋转给力器4和设于底板11上的荷重传感器2是上下对齐的，因此通过旋转给力器4能够向抵压在阻尼器6内部的过渡件3上施加竖直的下压力，保证应力传感器和荷重传感器2的受力点处于同一竖直轴线上，两者测量的压力值传输至控制器5进行比对，从而对应力传感器的校准提供依据，由于旋转给力器4能够向过渡件3施加任意大小的压力值，因此应力传感器的校准区间能够进行任意选择，因此校准过程简单高效、局限性小，且在改变压力大小的过程中，旋转给力器4对过渡件3、过渡件3对阻尼器6、阻尼器6对荷重传感器2均能够始终处于固定的抵压位置上，因此能够避免因荷重传感器2和应力传感器在不同的压力作用下的受力点改变而引起的测量误差，从而提高应力传感器的校准精度。

在一些实施例中，参见图2，过渡件3包括嵌块31、压力轴承32，以及承接板33；其中，嵌块31置于阻尼器6内部，并抵压于承压结构上，嵌块31的顶壁上开设有轴承腔310；压力轴承32嵌装于轴承腔310内；承接板33压装于压力轴承32上，底面中心设有竖直向下延伸的连接轴331，连接轴331与压力轴承32的内孔插接，承接板33的顶面凸出于阻尼器6的顶端，且顶面中心与旋转给力器4的输出端抵接。由于旋转给力器4的输出端对承接板33为转动抵压，在此通过设置压力轴承32使得在旋转给力器4在向承接板33转动加压过程中，承接板33能够相对嵌块31进行转动，从而保证嵌块31能够处于固定的状态抵压在阻尼器6内部，避免嵌块31与阻尼器6之间发生相对运动而影响压力传递精度，从而能够提高测量准度。

在本实施例中，承接板33的顶面中心设有球型或锥形的凹槽330，旋转给力器4的输出端设有球型或锥形的定位部422，定位部422嵌装于凹槽330内。通过球型或锥形的定位部422与凹槽330的对应嵌接关系，能够提高旋转给力器4的输出端与承接板33的中心的对齐精度，从而保证承接板33整体受力均衡，进而保证传递至应力传感器和荷重传感器2上的压力稳定，有助于提高两者的测量准确度，从而提高校准精度。

一些可能的实现方式中，参见图1，旋转给力器4包括连接板41和螺杆42；其中，连接板41固定连接于门型梁12上，中心开设有螺纹孔411，螺纹孔411与过渡件3上下对齐；螺杆42穿设于螺纹孔411内，且与螺纹孔411螺纹配合，螺杆42的底端抵压于过渡件3的中心，顶端向上穿过门型梁12并设有适于连接操作扳手的六方柱体421。通过操作扳手套在六方柱体421上进行水平旋转，即可带动螺杆42转动，从而利用螺杆42和螺纹孔411的配合关系向过渡件3上施加压力，结构稳定，操作方便，能够提高校准效率，并提供较宽的校准区间。

一些实施例中，参见图1及图2，底板11的中心设有定位凹腔110，荷重传感器2的底部嵌装于定位凹腔110内。确保荷重传感器2的位置处于底板11的中心，从而保证在校准过程中荷重传感器2、阻尼器6、螺旋给力器三者处于同一竖直轴线上，以提高校准精度。

为了提高校准精度，阻尼器6的轴线应当与荷重传感器2的中心位置对应，为了方便阻尼器6放置时进行找中，在本实施例中，参见图1及图2，门型梁12的两侧壁上分别水平穿设有朝向阻尼器6的侧壁延伸的限位件13，两个限位件13的延伸端用于配合限定阻尼器6的放置位置。应当理解的是，两个限位件13仅仅用于在放置阻尼器6时能够方便将其直接放置在荷重传感器2的中心位置上，因此在校准过程中两个限位件13与阻尼器6均布接触，也就是说，两个阻尼器6的延伸端均与阻尼器6的侧壁之间具有微小的间隙，从而避免直接接触而影响阻尼器6所受的竖直下压力。

作为上述限位件13的一种具体实施方式，请参阅图2，限位件13包括连接杆131和弧板132；其中，连接杆131水平穿设于门型梁12的侧壁上，一端位于门型梁12的外侧并设有操作部1311，另一端朝向荷重传感器2的中心的正上方延伸；弧板132设于连接杆131的延伸端，内弧面靠近阻尼器6的侧壁。通过连接杆131与门型梁12的侧壁进行连接，两个弧板132能够共同围成一个圆形限位空间，阻尼器6直接放置在该限位空间上即可保证其位于荷重传感器2的中心位置上，结构简单可靠。

具体地，本实施例中，请参阅图2，连接杆131与门型梁12的侧壁滑动连接，连接杆131上套设有弹性件133，弹性件133的一端与弧板132的外弧面抵接，另一端与门型梁12的内侧壁抵接，连接杆131位于门型梁12外侧的部位上穿设有插销134，插销134与门型梁12的外侧壁抵接；连接杆131上沿其轴向间隔分布有多个插孔1310，插销134穿设于其中一个插孔1310内。应当说明，不同的发电机内部装配的阻尼器6的尺寸也不相同，因此在放置阻尼器6进行应力传感器的校准时，首先应当针对阻尼器6的尺寸，将插销134插入相应的插孔1310内，从而能够使得两个弧板132在弹性件133的弹压作用下相互靠近至极限位置时，两者之间所围成的限位空间能够与阻尼器6的尺寸(外径)匹配，同时由于连接杆131与门型梁12的侧壁为滑动连接关系，因此在向荷重传感器2上放置阻尼器6时，可以先通过拉动操作部1311使两个弧板132相互远离，从而方便阻尼器6放入两个弧板132之间，然后再松开操作部1311，连接杆131在弹性件133的弹性作用下自动朝向门型梁12的内部滑动，从而使两个弧板132推动阻尼器6到达荷重传感器2的中心位置上，当然，在校准时为避免弧板132接触阻尼器6，可以重新向门型梁12外侧拔动连接杆131，并将插销134重新插入一个更接近阻尼器6的插孔1310内即可，可见，对于不同尺寸的阻尼器6均能够进行快速定位放置，适用范围广、实用性强。

一些实施例中，请参阅图1，控制器5上设有显示屏50，显示屏50用于显示应力传感器和荷重传感器2的测量数据。应力传感器和荷重传感器2的测量数据均能够在显示屏50上进行显示，从而方便操作人员直观判断应力传感器与荷重传感器2的测量值偏出是否在要求范围之内，并在应力传感器的测量数据超差时对其软件参数进行针对性调整校准。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.微型应力传感器的校准装置，其特征在于，包括：

支架，包括用于支撑的底板和设于所述底板上的门型梁；

荷重传感器，设于所述底板上，且位于所述门型梁的正下方，所述荷重传感器的承载面上用于放置内置有应力传感器的阻尼器；

过渡件，一端适于伸入所述阻尼器内部并抵压在所述阻尼器的承压结构上方，另一端向上伸出所述阻尼器的顶端；

旋转给力器，固定连接于所述门型梁上，且位于所述过渡件的正上方，输出端与所述过渡件的中心抵接，用于向所述过渡件施加竖直下压力；

控制器，设于所述支架上，且与所述荷重传感器和所述应力传感器分别电连接。

2.如权利要求1所述的微型应力传感器的校准装置，其特征在于，所述过渡件包括：

嵌块，置于所述阻尼器内部，并抵压于所述承压结构上，所述嵌块的顶壁上开设有轴承腔；

压力轴承，嵌装于所述轴承腔内；

承接板，压装于所述压力轴承上，底面中心设有竖直向下延伸的连接轴，所述连接轴与所述压力轴承的内孔插接，所述承接板的顶面凸出于所述阻尼器的顶端，且顶面中心与所述旋转给力器的输出端抵接。

3.如权利要求2所述的微型应力传感器的校准装置，其特征在于，所述承接板的顶面中心设有球型或锥形的凹槽，所述旋转给力器的输出端设有球型或锥形的定位部，所述定位部嵌装于所述凹槽内。

4.如权利要求1所述的微型应力传感器的校准装置，其特征在于，所述旋转给力器包括：

连接板，固定连接于所述门型梁上，中心开设有螺纹孔，所述螺纹孔与所述过渡件上下对齐；

螺杆，穿设于所述螺纹孔内，且与所述螺纹孔螺纹配合，所述螺杆的底端抵压于所述过渡件的中心，顶端向上穿过所述门型梁并设有适于连接操作扳手的六方柱体。

5.如权利要求1所述的微型应力传感器的校准装置，其特征在于，所述底板的中心设有定位凹腔，所述荷重传感器的底部嵌装于所述定位凹腔内。

6.如权利要求5所述的微型应力传感器的校准装置，其特征在于，所述门型梁的两侧壁上分别水平穿设有朝向所述阻尼器的侧壁延伸的限位件，两个所述限位件的延伸端用于配合限定所述阻尼器的放置位置。

7.如权利要求6所述的微型应力传感器的校准装置，其特征在于，所述限位件包括：

连接杆，水平穿设于所述门型梁的侧壁上，一端位于所述门型梁的外侧并设有操作部，另一端朝向所述荷重传感器的中心的正上方延伸；

弧板，设于所述连接杆的延伸端，内弧面靠近所述阻尼器的侧壁。

8.如权利要求7所述的微型应力传感器的校准装置，其特征在于，所述连接杆与所述门型梁的侧壁滑动连接，所述连接杆上套设有弹性件，所述弹性件的一端与所述弧板的外弧面抵接，另一端与所述门型梁的内侧壁抵接，所述连接杆位于所述门型梁外侧的部位上穿设有插销，所述插销与所述门型梁的外侧壁抵接。

9.如权利要求8所述的微型应力传感器的校准装置，其特征在于，所述连接杆上沿其轴向间隔分布有多个插孔，所述插销穿设于其中一个所述插孔内。

10.如权利要求1-9任一项所述的微型应力传感器的校准装置，其特征在于，所述控制器上设有显示屏，所述显示屏用于显示所述应力传感器和所述荷重传感器的测量数据。

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