多量程力传感器校准装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于传感器校准技术领域，具体涉及一种多量程力传感器校准装置。涡轮蜗杆传动箱和丝杆的上端连接，丝杆穿过动横梁的左右两端，丝杆的下端和中平台连接，涡轮蜗杆传动箱与直流伺服电机连接且设置在上平台上，上平台通过中立柱与中平台连接，上平台的中间下侧安装有缸塞系统，吊挂平台设置在上平台与中平台之间，吊挂平台通过吊挂拉杆安装在中平台上，吊挂平台下部安装有被测传感器，被测传感器下方设置有动横梁，中平台通过下立柱与底板连接，砝码架上端穿过中平台与吊挂拉杆连接，砝码架下端设置有标准砝码组，标准砝码组设置在托盘上，托盘下方设置有升降机构，升降机构通过固定于底板上的电机作用而上升或下降。

【技术实现步骤摘要】
多量程力传感器校准装置
本技术属于传感器校准
，具体涉及一种多量程力传感器校准装置。
技术介绍
多量程力传感器主要用于火箭发动机推力地面静止实验以及电子秤。该传感器将大小两个量程的弹性元件串连形成整体结构，小量程弹性元件与底座间有间隙，能满足大推力与小推力测量的要求。大推力与小推力测量的测量范围一般相差几十甚至上百倍，因此测量的最大点是最小电的几百倍甚至上千倍，目前的力标准机主要有静重式力标准机，杠杆式力标准机液压式力标准机和叠加式力标准机，其测量的最大点一般是最小点的10倍，测量范围较宽的力标准机最大点一般是最小点的100倍，因此在同一台设备同一空间无法对多两程力传感器进行校准，当前的做法是多量程力传感器的大量程和小量程段分别用不同的力标准装置进行校准，这种做法一方面增加了人为的干扰因素，另一方面其校准方法和使用状况不一致，进一步降低了多量程力传感器的准确度。因此，当前的技术无法满足火箭发动机推力地面试验以及电子秤需要使用的多量程力传感器校准的需要。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种多量程力传感器校准装置，解决了目前静重式力标准机、杠杆式力标准机、液压式力标准机和叠加式力标准机无法在同一台力标准机进行准确校准的难题。为达到上述目的，本技术所采取的技术方案为：一种多量程力传感器校准装置，涡轮蜗杆传动箱和丝杆的上端连接，丝杆穿过动横梁的左右两端，丝杆的下端和中平台连接，涡轮蜗杆传动箱与直流伺服电机连接且设置在上平台上，上平台通过中立柱与中平台连接，上平台的中间下侧安装有缸塞系统，缸塞系统包括进油口、油缸和活塞，油缸底座固定在上平台的中间，活塞与大量程标准传感器连接，吊挂平台设置在上平台与中平台之间，吊挂平台通过吊挂拉杆安装在中平台上，吊挂平台下部安装有被测传感器，被测传感器下方设置有动横梁，动横梁可沿吊挂拉杆上下移动，中平台通过下立柱与底板连接，砝码架上端穿过中平台与吊挂拉杆连接，砝码架下端设置有标准砝码组，标准砝码组设置在托盘上，托盘下方设置有升降机构，升降机构通过固定于底板上的电机作用而上升或下降。涡轮蜗杆传动箱在直流伺服电机的作用下通过丝杆带动动横梁移动，将被测多量程力传感器对称地放置于被测传感器处，继续向上移动动横梁直到吊挂拉杆自身重力完全作用于被测传感器上，缸塞系统的进油口对油缸加油，活塞推着大量程标准传感器向下移动，直到和吊挂平台上表面接触，对缸塞系统继续注油，此时缸塞系统产生的压力作用到大量程标准传感器的同时通过吊挂平台作用到被测传感器上，通过比较被测传感器和大量程标准传感器的输出完成对被测传感器大量程段的校准；完成校准后，缸塞系统卸油，此时大量程标准传感器和吊挂平台上表面脱离，启动电机及升降机构向下移动，此时托盘向下移动，移动一定位移后，托盘上的标准砝码组的第一层砝码重力将作用到砝码架上，该重力通过砝码架传递到被测传感器上，将砝码产生的力值赋予给被测传感器小量程；启动电机及升降机构继续向下移动，再移动一定位移后，托盘上的标准砝码组的第二层砝码重力将作用到砝码架上，该重力和第一层砝码产生的重力同时通过砝码架传递到被测传感器上，继续启动电机及升降机构向下移动直到第十层砝码产生的重力也作用到被测传感器上，利用砝码发生的重力作为标准力值完成对被测传感器小量程段的校准。本技术所取得的有益效果为：利用本技术进行校准时，小量程(100N～10kN)部分，采用砝码加载，当需要加载的力大于10kN时，采用液压油缸产生的压力作为力源，标准传感器的信号作为反馈，根据被校传感器的校准要求在计算机及控制软件设定测力点，计算机及控制软件根据控制算法向执行元件发送工作指令，即通过伺服电机控制伺服阀向油缸加减油，直到油缸产生的力到达设定的测力点，并保持较高稳定状态，使力值保持稳定。利用油缸产生的力复现标准测力仪的标准力值，达到对被校传感器校准的目的。本技术在校准多量程力传感器的小量程(100N～10kN)部分时，采用砝码加载，当需要加载的力大于10kN时，采用液压油缸产生的压力作为力源，使该装置的测量范围达到100N～1000kN，其最大点为最小点的10000倍，且准确度等级(100N～10kN)范围内为0.002％，10kN～1000kN范围内为0.02％，解决了现有技术无法对多量程力传感器在同一台力标准机进行准确校准的难题。附图说明图1为多量程力传感器校准装置结构图；图中：1、涡轮蜗杆传动箱；2、直流伺服电机；3、上平台；4、缸塞系统；5、大量程标准传感器；6、吊挂平台；7、被测传感器(安装位置)；8、动横梁；9、中立柱；10、吊挂拉杆；11、中平台；12、下立柱；13、砝码架；14、标准砝码组；15、托盘；16、电机；17、升降机构；18、底板。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。如图1所示，本技术所述多量程力传感器校准装置包括涡轮蜗杆传动箱1、直流伺服电机2、上平台3、缸塞系统4、大量程标准传感器5、吊挂平台6、被测传感器7、动横梁8、中立柱9、吊挂拉杆10、中平台11、下立柱12、砝码架13、标准砝码组14、托盘15、电机16、升降机构17、底板18；涡轮蜗杆传动箱1和丝杆的上端连接，丝杆穿过动横梁8的左右两端，丝杆的下端和中平台11连接，涡轮蜗杆传动箱1与直流伺服电机2连接且设置在上平台3上，上平台3通过中立柱9与中平台11连接，上平台3的中间下侧安装有缸塞系统4，缸塞系统4包括进油口、油缸和活塞，油缸底座通过螺栓固定在上平台3的中间，其中活塞与大量程标准传感器5连接，吊挂平台6设置在上平台3与中平台11之间，吊挂平台6通过吊挂拉杆10安装在中平台11上，吊挂平台6下部安装有被测传感器7，被测传感器7下方设置有动横梁8，动横梁8可沿吊挂拉杆10上下移动，中平台11通过下立柱12与底板18连接，砝码架13上端穿过中平台11与吊挂拉杆10连接，砝码架13下端设置有标准砝码组14，标准砝码组14设置在托盘15上，托盘15下方设置有升降机构17，升降机构17通过固定于底板18上的电机16作用而上升或下降。首先，涡轮蜗杆传动箱1在直流伺服电机2的作用下通过丝杆带动动横梁8移动，将被测多量程力传感器对称地放置于图1所示被测传感器7处，继续向上移动动横梁8直到吊挂拉杆10自身重力完全作用于被测传感器7上，缸塞系统4的进油口对油缸加油，活塞推着大量程标准传感器5向下移动，直到和吊挂平台6上表面接触，对缸塞系统4继续注油，此时缸塞系统4产生的压力作用到大量程标准传感器5的同时通过吊挂平台6作用到被测多量程力传感器7上，通过比较被测传感器7和大量程标准传感器5的输出完成对被测多量程力传感器7大量程段的校准。完成校准后，缸塞系统4卸油，此时大量程标准传感器5和吊挂平台6上表面脱离，启动电机16及升降机构17向下移动，此时托盘15向下移动，移动一定位移后，托盘15上的标准砝码组14的第一层砝码重力将作用到砝码架13上，该重力通过砝码架13传递到被测传感器7上，将砝码产生的力值赋予给被测传感器7小量程。启动电机16及升降机构17继续向下移动，再移动一定位移后，托盘15上的标准砝码组14的第二层砝码重力将作用到砝码架13上，该重力和第一层砝码产生的重力同时通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多量程力传感器校准装置，其特征在于：涡轮蜗杆传动箱(1)和丝杆的上端连接，丝杆穿过动横梁(8)的左右两端，丝杆的下端和中平台(11)连接，涡轮蜗杆传动箱(1)与直流伺服电机(2)连接且设置在上平台(3)上，上平台(3)通过中立柱(9)与中平台(11)连接，上平台(3)的中间下侧安装有缸塞系统(4)，缸塞系统(4)包括进油口、油缸和活塞，油缸底座固定在上平台(3)的中间，活塞与大量程标准传感器(5)连接，吊挂平台(6)设置在上平台(3)与中平台(11)之间，吊挂平台(6)通过吊挂拉杆(10)安装在中平台(11)上，吊挂平台(6)下部安装有被测传感器(7)，被测传感器(7)下方设置有动横梁(8)，动横梁(8)可沿吊挂拉杆(10)上下移动，中平台(11)通过下立柱(12)与底板(18)连接，砝码架(13)上端穿过中平台(11)与吊挂拉杆(10)连接，砝码架(13)下端设置有标准砝码组(14)，标准砝码组(14)设置在托盘(15)上，托盘(15)下方设置有升降机构(17)，升降机构(17)通过固定于底板(18)上的电机(16)作用而上升或下降。

【技术特征摘要】
1.一种多量程力传感器校准装置，其特征在于：涡轮蜗杆传动箱(1)和丝杆的上端连接，丝杆穿过动横梁(8)的左右两端，丝杆的下端和中平台(11)连接，涡轮蜗杆传动箱(1)与直流伺服电机(2)连接且设置在上平台(3)上，上平台(3)通过中立柱(9)与中平台(11)连接，上平台(3)的中间下侧安装有缸塞系统(4)，缸塞系统(4)包括进油口、油缸和活塞，油缸底座固定在上平台(3)的中间，活塞与大量程标准传感器(5)连接，吊挂平台(6)设置在上平台(3)与中平台(11)之间，吊挂平台(6)通过吊挂拉杆(10)安装在中平台(11)上，吊挂平台(6)下部安装有被测传感器(7)，被测传感器(7)下方设置有动横梁(8)，动横梁(8)可沿吊挂拉杆(10)上下移动，中平台(11)通过下立柱(12)与底板(18)连接，砝码架(13)上端穿过中平台(11)与吊挂拉杆(10)连接，砝码架(13)下端设置有标准砝码组(14)，标准砝码组(14)设置在托盘(15)上，托盘(15)下方设置有升降机构(17)，升降机构(17)通过固定于底板(18)上的电机(16)作用而上升或下降。2.根据权利要求1所述的多量程力传感器校准装置，其特征在于：涡轮蜗杆传动箱(1)在直流伺服电机(2)的作用下通过丝杆带动动横梁(8)移动，将被测多量程力传感器对称地放置于被测传感器(7)...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅红伟，焦鑫鑫，高炳涛，李廷元，杨晓伟，
申请(专利权)人：北京航天计量测试技术研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11