CN215573555U - 一种柔性压力传感器标定实验装置 - Google Patents

Abstract

本申请为一种柔性压力传感器标定实验装置，属于传感器校准技术领域，它包括载物台，安装架，安装架底端设置于载物台，顶端高出载物台设置；压力计，压力计设置于载物台，柔性压力传感器放置于压力计上表面；施压板，施压板可升降的设置于安装架；弹性件，弹性件设置于施压板的下表面，施压板将作用力施加于柔性压力传感器上；通过弹性件与柔性压力传感器接触时发生初次弹性形变，使得弹性件与柔性压力传感器的任何位置的敏感单元完全接触后，在弹性件发生形变后，施压板能够向柔性压力传感器上的敏感单元表面施加一个较为均匀的力，适用于大面积、超薄的柔性压力传感器的标定，保证多点一致性，保证标定的准确性。

Description

一种柔性压力传感器标定实验装置

技术领域

本实用新型涉及传感器校准技术领域，尤其涉及一种柔性压力传感器标定实验装置。

背景技术

新研制或生产的柔性压力传感器需要对其技术性能进行全面的检定，以确定其基本的静、动特性。而传感器本身是无法确定的，因此，必须依靠专用的实验设备来确定传感器的输入-输出转换关系，这个过程就称为标定。标定的原理是产生一个大小已知的标准力，作用在柔性压力传感器上，柔性压力传感器输出一个相应的电荷信号，这时，再用精度已知的标准检测元件测量电荷信号，得到电荷信号的大小，由此得到输入-输出关系，这就是标定的过程。其目的就是检定传感器的灵敏度、重复性以及迟滞、精度等特性。而目前专用的标定设备主要有活塞式压力计、手持式压力计、标定砝码等，然而无论是采用哪一种标定设备，其直接作用在柔性压力传感器上的力的部件的作用面存在或多或少的不平整，而对于大面积、柔韧、多点且超薄的柔性压力传感器来说，其作用力会出现较多的不均匀，这使得柔性压力传感器的敏感单元的差别较大，影响标定的准确性。

实用新型内容

本申请是为了解决现有的柔性压力传感器标定设备中，其直接作用在柔性压力传感器上的力的部件的作用面存在或多或少的不平整，对于大面积、柔韧且超薄的柔性压力传感器来说，作用在其上的作用力会出现较多的不均匀，这使得柔性压力传感器的敏感单元差别较大，从而影响标定的准确性的问题，本申请设计一种柔性压力传感器标定实验装置，其具体采用的技术方案为：

一种柔性压力传感器标定实验装置，包括：

载物台，

安装架，安装架底端设置于载物台，顶端高出载物台设置；

压力计，压力计设置于载物台，柔性压力传感器放置于压力计上表面；

施压板，施压板可升降的设置于安装架；

弹性件，弹性件设置于施压板的下表面，施压板将作用力施加于柔性压力传感器上。

优选的，弹性件为橡胶垫或硅胶垫，弹性件的下表面布满了弧形凸起。

优选的，弹性件为一密闭的气囊。

优选的，载物台上具有限位槽，限位槽的内腔在水平面的面积与弹性件的面积相等。

优选的，载物台布满螺纹孔，限位槽由多块可拆卸设置于载物台的螺纹孔内的亚克力板所围成。

优选的，还包括：

电路板，电路板设置于载物台，柔性压力传感器通过电路板电连接；

测量模块，测量模块与电路板连接，测量模块接收、处理和输出柔性压力传感器的压力信号。

优选的，测量模块包括：

接收单元，接收单元接收柔性压力传感器的压力信号；

处理单元，处理单元与接收单元电连接，将压力信号进行处理；

输出单元，输出单元与处理单元电连接，对处理的信号输出并显示。

优选的，电路板为柔性电路板。

优选的，安装架具有安装孔，安装孔内转动设置有螺纹套，螺纹套的内壁具有螺纹，螺纹套的外壁连接有手轮，螺纹套内螺纹连接有丝杆，丝杆的底端与施压板连接。

优选的，安装架为铝合金架。

本实用新型通过在施压板的下表面设置弹性件，同时在载物台上设置压力计，在标定时，将柔性压力传感器放置在压力计上，通过施压板下移将压力作用在柔性压力传感器上，弹性件能够在与柔性压力传感器接触时发生初次弹性形变，使得弹性件与柔性压力传感器的任何位置的敏感单元完全接触后，在弹性件发生形变后，施压板能够向柔性压力传感器上的敏感单元表面施加一个较为均匀的力，适用于大面积、超薄的柔性压力传感器的标定，保证多点一致性，保证标定的准确性。

附图说明

图1为弹性件为橡胶垫或硅胶垫的主视图；

图2为图1中弹性件下移一定距离的结构示意图；

图3为图1中橡胶垫的仰视图；

图4为图4弹性件为气囊的结构示意图。

图中，1、载物台，2、安装架，201、立柱，202、横梁，3、手轮，4、螺纹套，5、丝杆，6、施压板，7、橡胶垫，8、弧形凸起，9、亚克力板，10、柔性压力传感器，11、电路板，12、压力计，13、测量模块，14、气囊。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式并结合附图，对本实用新型进行详细阐述。

另外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-3所示，本申请提供一种柔性压力传感器标定实验装置，包括载物台1、安装架2、压力计12、施压板6和弹性件。

其中，载物台1为一水平设置的操作台，安装架2为一龙门架，龙门架的两个立柱201垂直设置在载物台1上，水平梁连接在两个立柱201之间，水平梁高于载物台1设置。

而上述施压板6可升降设置在安装架2的水平梁上，施压板6的下表面设有弹性件，在载物台1上还设有压力计12，压力计12固定在载物台1上。在标定柔性压力传感器10时，将柔性压力传感器10放置在压力计12上，然后下移施压板6，施压板6下表面的弹性件先与柔性压力传感器10接触，弹性件在接触柔性压力传感器10时初次发生弹性变形，由于弹性件的弹性变形使得其与柔性压力传感器10的敏感单元表面充分接触，施压板6能够向柔性压力传感器10上的敏感单元表面施加一个较为均匀的力，适用于大面积、超薄的柔性压力传感器10的标定，保证多点一致性，保证标定的准确性。

而压力计12是标定的标准压力计12，压力计12的存在则是提供一个目标压力值，在施压板6向柔性压力传感器10施加力时，使得该力达到压力计12设定的目标压力值后停止施压，该目标压力值与柔性压力传感器10所检测的压力值形成比对，该目标压力值可以作为标准对比组，进而作为柔性压力传感器10的性能检测的标准。

进一步的，在一个实施例中，上述弹性件为橡胶垫7或硅胶垫，弹性件的下表面布满了弧形凸起8，弧形凸起8各自独立性较强，容易发生局部变形，保证弹性件与柔性压力传感器10的敏感单元全部接触，提高受力均匀性。

进一步的，在一个实施例中，如图4所示的，上述弹性件为一密闭的气囊14，在施压板6下移时，密闭的气囊14首先与柔性压力传感器10接触产生变形，在气囊14变形后与柔性压力传感器10完全接触，直至气囊14不再发生较大变形，施压板6与气囊14一同继续向柔性压力传感器10施压，直至压力计12上达到设定的目标值，停止施压。气囊14的变形也能够实现向柔性压力传感器10上的敏感单元表面施加一个较为均匀的力，使用于这种超薄、大面积的柔性压力传感器10的标定，保证标定的准确性。

进一步的，为了防止橡胶垫7或硅胶垫向侧边窜动，避免其无限被压扁，只需要在完全与柔性压力传感器10的敏感单元接触后，减少其变形的量，在载物台1上具有限位槽，限位槽的内腔在水平面的面积与弹性件的面积相等，限位槽能够对橡胶垫7或硅胶垫的侧部边缘进行限制，使其更好的向下部柔性压力传感器10施加力。

进一步的，对于上述限位槽的形成，具体的是在载物台1上可拆卸设置四个亚克力板9，亚克力板9底部可拆卸设置在载物台1，并且，四个亚克力板9围成上述限位槽，此处的可拆卸连接是在载物台1上布满了螺纹孔，亚克力板9通过螺钉固定在载物台1上。此处的可拆卸连接是为了后期可以改变限位槽的大小，能够方便拆卸和固定亚克力板9。另外，限位槽的大小是根据柔性压力传感器10的面积以及对应的弹性件的面积大小而设置的，所以在实际应用中可能会改变其大小。另外，该限位槽通过亚克力板9围成是因为亚克力板9具有较好的强度和透明性，可以方便观察压力计12的数值。

当然，在可替换的实施例中，上述限位槽也可以通过直接在载物台1上开设来实现，不过，此时的载物台1可以采用亚克力的材质，其也是为了方便观察压力计12的数值。

进一步的，除了上述之外，还包括电路板11和测量模块13，上述提到施压板6对柔性压力传感器10的施压需达到压力计12的设定目标值，而此目标值是用于与柔性压力传感器10的标定值对比，然而，柔性压力传感器10的数据就是通过电路板11传递至测量模块13，最终通过测量模块13来输出显示的。具体的结构设置为：上述电路板11可以设置在柔性压力传感器10与压力计12之间，也可以设置在载物台1的表面等，只不过需要保证的是柔性压力传感器10与电路板11之间电连接，电路板11与测量模块13之间电连接。

进一步的，对于上述测量模块13对压力信号的处理包括：接收单元接收柔性压力传感器10的压力信号；处理单元在接收上述压力信号后，对信号进行处理，此处的处理就是使用现有的处理技术，即包括信号的转换、存储、计算、并最终以输出单元输出显示。

需要说明的是，对于上述测量单元对信号的处理是采用现有的数据处理的方式，在本申请中就不对其赘述了。

进一步的，在一个实施例中，上述电路板11为柔性电路板11，柔性电路板11具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路板11；具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点。

进一步的，对于上述施压板6的可升降设置的结构，具体的，是在安装架2的横梁202上设置安装孔，安装孔内转动设置有螺纹套4，螺纹套4的内壁具有螺纹，螺纹套4的外壁连接有手轮3，螺纹套4内螺纹连接有丝杆5，丝杆5的底端与施压板6连接。在需要升降施压板6时，手动转动手轮3，螺纹套4在安装架2的横梁202上转动，从而带动丝杆5上下移动，通过手动转动升降的方式结构简单、整个装置的体积小、重量轻，便于携带和搬运，同时，也容易控制施压板6的升降位置。

进一步的，对于上述安装架2为铝合金架，铝合金架材质轻，可以整体减小整个装置的重量，便于携带。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种柔性压力传感器标定实验装置，其特征在于，包括：

载物台，

安装架，所述安装架底端设置于所述载物台，顶端高出所述载物台设置；

压力计，所述压力计设置于所述载物台，柔性压力传感器放置于所述压力计上表面；

施压板，所述施压板可升降的设置于所述安装架；

弹性件，所述弹性件设置于所述施压板的下表面，所述施压板将作用力施加于所述柔性压力传感器上。

2.根据权利要求1所述的一种柔性压力传感器标定实验装置，其特征在于，所述弹性件为橡胶垫或硅胶垫，所述弹性件的下表面布满了弧形凸起。

3.根据权利要求1所述的一种柔性压力传感器标定实验装置，其特征在于，所述弹性件为一密闭的气囊。

4.根据权利要求1或2所述的一种柔性压力传感器标定实验装置，其特征在于，所述载物台上具有限位槽，所述限位槽的内腔在水平面的面积与所述弹性件的面积相等。

5.根据权利要求4所述的一种柔性压力传感器标定实验装置，其特征在于，所述载物台布满螺纹孔，所述限位槽由多块可拆卸设置于所述载物台的所述螺纹孔内的亚克力板所围成。

6.根据权利要求1所述的一种柔性压力传感器标定实验装置，其特征在于，还包括：

电路板，所述电路板设置于所述载物台，所述柔性压力传感器通过所述电路板电连接；

测量模块，所述测量模块与所述电路板连接，所述测量模块接收、处理和输出所述柔性压力传感器的压力信号。

7.根据权利要求6所述的一种柔性压力传感器标定实验装置，其特征在于，所述测量模块包括：

接收单元，所述接收单元接收所述柔性压力传感器的压力信号；

处理单元，所述处理单元与所述接收单元电连接，将压力信号进行处理；

输出单元，所述输出单元与所述处理单元电连接，对处理的信号输出并显示。

8.根据权利要求6或7所述的一种柔性压力传感器标定实验装置，其特征在于，所述电路板为柔性电路板。

9.根据权利要求1所述的一种柔性压力传感器标定实验装置，其特征在于，所述安装架具有安装孔，所述安装孔内转动设置有螺纹套，所述螺纹套的内壁具有螺纹，所述螺纹套的外壁连接有手轮，所述螺纹套内螺纹连接有丝杆，所述丝杆的底端与所述施压板连接。

10.根据权利要求1所述的一种柔性压力传感器标定实验装置，其特征在于，所述安装架为铝合金架。

Images