一种混合加速度传感器与位移传感器测试性能标定装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种混合加速度传感器与位移传感器测试性能标定装置，包括：传感器固定支撑基座模块、性能标定控制模块和数据采集与分析模块，传感器固定支撑基座模块包括：位移传感器定位夹具、加速度传感器安装板和U型传感器减震支座，性能标定控制模块包括：伺服电机、滚珠丝杠移动平台、快速移动导轨和移动导轨定位块，数据采集与分析模块包括：数据采集仪和工控机，伺服电机带动滚珠丝杠移动平台在快速移动导轨上执行预先设定的规律性动作，并检定待标定位移传感器和/或加速度传感器的输出信号，由工控机基于传感器输出信号得到对应的动、静态标定曲线。本申请采用全自动控制方式，实现对位移/加速度传感器的动态和静态性能混合标定。

【技术实现步骤摘要】
一种混合加速度传感器与位移传感器测试性能标定装置
本技术涉及传感器标定
，更具体的说，涉及一种混合加速度传感器与位移传感器测试性能标定装置。
技术介绍
位移传感器是一种用于监测岩土现场试验、土工离心模型试验、振动台模型试验等土体、边坡等岩土构筑物位移、沉降、变形的关键性传感器，其中在地震荷载、交通荷载等动荷载下位移传感器的量测数据准确性与可靠性是表征土体或岩土构筑物发生沉降和破坏的重要力学参数。因此，位移传感器的动态响应性能对于土工模型试验结果具有重要影响。然而，目前国内外土工实验室对于位移传感器的性能标定侧重于静态性能方面，并且现有土工实验室中位移传感器性能标定试验装置绝大多数为手动式位移传感器静态性能标定装置，尚无土工模型试验使用的位移传感器动态性能标定试验装置。微型加速度传感器是一种用于监测动力离心模型试验、振动台模型试验等物理模型试验下土体振动过程中加速度大小的关键性传感器。现有技术中，常规便携式小型加速度混合加速度传感器与位移传感器测试性能标定装置仅具有的定频宽、定幅值、专用性(且由于不同厂家生产的微型加速度传感器接口螺纹的不统一，现有标定装置标定不同类型加速度传感器限制性较强)等特点，因此仅能标定特定频带的微型加速度传感器的动态性能，从而限制了加速度传感器的动态性能标定范围。然而，位移传感器和加速度传感器的动态性能，对于土工离心模型试验等岩土物理模型中测量地震荷载和爆炸荷载等动荷载下岩土构筑模型的位移、沉降、变形、滑移和振动荷载等参数的准确性和可靠性具有重要影响。综上，目前现有技术中虽已发展了位移标定装置和加速度标定装置，但缺乏二者相结合的标定装置，且现有位移标定装置，仅具有静力测试准确度和稳定性标定需求，而缺少动力测试的准确度和稳定性标定需求，同时，加速度标定装置的频带十分有限，难以满足高频加速度和低频加速度标定的同时需求。因此，如何提供一种微型加速度与位移传感器性能标定装置，能够实现对位移传感器和加速度传感器的动态性能标定，成为了本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术公开一种混合加速度传感器与位移传感器测试性能标定装置，以实现对位移传感器和加速度传感器的动态性能标定。一种混合加速度传感器与位移传感器测试性能标定装置，包括：传感器固定支撑基座模块、性能标定控制模块和数据采集与分析模块；所述传感器固定支撑基座模块包括：位移传感器定位夹具、加速度传感器安装板和U型传感器减震支座；所述位移传感器定位夹具用于对待标定位移传感器进行固定定位；所述加速度传感器安装板用于与所述待标定位移传感器和待标定加速度传感器连接；所述U型传感器减震支座用于固定安装所述位移传感器定位夹具，并对所述位移传感器定位夹具进行减震；所述性能标定控制模块包括：伺服电机、滚珠丝杠移动平台、快速移动导轨和移动导轨定位块；所述移动导轨定位块用于固定快速移动导轨；所述伺服电机用于在接收到携带有标定参数的控制信号后开始工作，带动所述滚珠丝杠移动平台在所述快速移动导轨上执行预先设定的规律性动作，并标定所述待标定位移传感器的传感器输出信号和/或待标定加速度传感器的传感器输出信号；所述数据采集与分析模块包括：数据采集仪和工控机；所述数据采集仪用于在所述伺服电机向所述待标定位移传感器输入位移信号时，同步采集所述待标定位移传感器的传感器输出信号，并将所述待标定位移传感器的传感器输出信号输出至所述工控机，以便得到位移传感器静态标定曲线和位移传感器动态标定曲线，还用于在所述伺服电机向所述待标定加速度传感器输入振动信号时，同步采集所述待标定加速度传感器的传感器输出信号，并将所述待标定加速度传感器的传感器输出信号输出至所述工控机，以便得到加速度传感器动态标定曲线。可选的，所述加速度传感器安装板具有位移传感器螺纹固定旋钮、微机电系统MEMS加速度传感器定位凹槽、压电式传感器ICP加速度传感器安装孔和MEMS加速度传感器螺孔；所述位移传感器螺纹固定旋钮，用于与所述待标定位移传感器的位移传感器螺杆配合；所述MEMS加速度传感器定位凹槽，用于放置与定位MEMS加速度传感器；所述ICP加速度传感器安装孔，用于安装ICP加速度传感器；所述MEMS加速度传感器螺孔，用于固定MEMS加速度传感器。可选的，所述滚珠丝杠移动平台具有：移动导轨嵌入结构和安装板定位孔；所述移动导轨嵌入结构，用于将所述滚珠丝杠移动平台嵌入所述快速移动导轨上，使所述滚珠丝杠移动平台能够自由移动；所述安装板定位孔，用于安装与固定所述加速度传感器安装板。可选的，当混合加速度传感器与位移传感器测试性能标定装置对所述待标定位移传感器进行静态性能标定时，所述标定参数包括：阀门上升时间和持续时长参数；当混合加速度传感器与位移传感器测试性能标定装置对所述待标定位移传感器进行动态性能标定时，所述标定参数包括：阀门工作频率、持续时长参数、阀门上升时间和持续频率参数；当混合加速度传感器与位移传感器测试性能标定装置对所述待标定加速度传感器进行动态性能标定时，所述标定参数包括：振动加速度参数、阀门工作频率和持续时长参数。可选的，所述传感器固定支撑基座模块还包括：装置扶手、装置承载底座和减震橡胶块；所述装置扶手安装在所述装置承载底座上，用于增加混合加速度传感器与位移传感器测试性能标定装置的便携性；所述减震橡胶块安装在所述装置承载底座上，用于支撑所述装置承载底座，并对所述装置承载底座进行减震。可选的，所述U型传感器减震支座具有减震支座固定孔，所述减震支座固定孔用于与所述装置承载底座固定连接。可选的，所述位移传感器定位夹具具有：位移传感器主体定位孔、螺杆定位孔、定位夹具固定孔和加紧螺杆；所述位移传感器主体定位孔，用于支撑位移传感器主体；所述螺杆定位孔，用于定位所述待标定位移传感器的位移传感器螺杆；所述定位夹具固定孔，用于与所述U型传感器减震支座连接；所述加紧螺杆，用于固定所述待标定位移传感器的位移传感器主体。可选的，所述性能标定控制模块还包括：控制执行器和可编程逻辑控制器PLC手持控制面板；所述PLC手持控制面板具有可视化图形显示界面，用于输入标定参数，并将所述标定参数发送至所述控制执行器；所述控制执行器用于对所述标定参数进行数模转换得到控制信号，并将所述控制信号输出至所示控制伺服电机，使所述伺服电机根据所述控制信号带动所述滚珠丝杠移动平台在所述快速移动导轨上执行预先设定的规律性动作，并标定所述待标定位移传感器的传感器输出信号。可选的，所述位移传感器定位夹具的数量为四个，且四个所述位移传感器定位夹具沿中心线呈对称分布；所述加速度传感器安装板的数量为四个，且四个所述加速度传感器安装板沿中心线呈对称分布。可选的，所述加速度传感器安装板上设置有2个MEMS加速度传感器定位凹槽和3个ICP加速度传感器安装孔，2个MEMS加速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合加速度传感器与位移传感器测试性能标定装置，其特征在于，包括：传感器固定支撑基座模块、性能标定控制模块和数据采集与分析模块；/n所述传感器固定支撑基座模块包括：位移传感器定位夹具、加速度传感器安装板和U型传感器减震支座；/n所述位移传感器定位夹具用于对待标定位移传感器进行固定定位；/n所述加速度传感器安装板用于与所述待标定位移传感器和待标定加速度传感器连接；/n所述U型传感器减震支座用于固定安装所述位移传感器定位夹具，并对所述位移传感器定位夹具进行减震；/n所述性能标定控制模块包括：伺服电机、滚珠丝杠移动平台、快速移动导轨和移动导轨定位块；/n所述移动导轨定位块用于固定快速移动导轨；/n所述伺服电机用于在接收到携带有标定参数的控制信号后开始工作，带动所述滚珠丝杠移动平台在所述快速移动导轨上执行预先设定的规律性动作，并标定所述待标定位移传感器的传感器输出信号和/或待标定加速度传感器的传感器输出信号；/n所述数据采集与分析模块包括：数据采集仪和工控机；/n所述数据采集仪用于在所述伺服电机向所述待标定位移传感器输入位移信号时，同步采集所述待标定位移传感器的传感器输出信号，并将所述待标定位移传感器的传感器输出信号输出至所述工控机，以便得到位移传感器静态标定曲线和位移传感器动态标定曲线，还用于在所述伺服电机向所述待标定加速度传感器输入振动信号时，同步采集所述待标定加速度传感器的传感器输出信号，并将所述待标定加速度传感器的传感器输出信号输出至所述工控机，以便得到加速度传感器动态标定曲线。/n...

【技术特征摘要】
1.一种混合加速度传感器与位移传感器测试性能标定装置，其特征在于，包括：传感器固定支撑基座模块、性能标定控制模块和数据采集与分析模块；
所述传感器固定支撑基座模块包括：位移传感器定位夹具、加速度传感器安装板和U型传感器减震支座；
所述位移传感器定位夹具用于对待标定位移传感器进行固定定位；
所述加速度传感器安装板用于与所述待标定位移传感器和待标定加速度传感器连接；
所述U型传感器减震支座用于固定安装所述位移传感器定位夹具，并对所述位移传感器定位夹具进行减震；
所述性能标定控制模块包括：伺服电机、滚珠丝杠移动平台、快速移动导轨和移动导轨定位块；
所述移动导轨定位块用于固定快速移动导轨；
所述伺服电机用于在接收到携带有标定参数的控制信号后开始工作，带动所述滚珠丝杠移动平台在所述快速移动导轨上执行预先设定的规律性动作，并标定所述待标定位移传感器的传感器输出信号和/或待标定加速度传感器的传感器输出信号；
所述数据采集与分析模块包括：数据采集仪和工控机；
所述数据采集仪用于在所述伺服电机向所述待标定位移传感器输入位移信号时，同步采集所述待标定位移传感器的传感器输出信号，并将所述待标定位移传感器的传感器输出信号输出至所述工控机，以便得到位移传感器静态标定曲线和位移传感器动态标定曲线，还用于在所述伺服电机向所述待标定加速度传感器输入振动信号时，同步采集所述待标定加速度传感器的传感器输出信号，并将所述待标定加速度传感器的传感器输出信号输出至所述工控机，以便得到加速度传感器动态标定曲线。


2.根据权利要求1所述的混合加速度传感器与位移传感器测试性能标定装置，其特征在于，所述加速度传感器安装板具有位移传感器螺纹固定旋钮、微机电系统MEMS加速度传感器定位凹槽、压电式传感器ICP加速度传感器安装孔和MEMS加速度传感器螺孔；
所述位移传感器螺纹固定旋钮，用于与所述待标定位移传感器的位移传感器螺杆配合；
所述MEMS加速度传感器定位凹槽，用于放置与定位MEMS加速度传感器；
所述ICP加速度传感器安装孔，用于安装ICP加速度传感器；
所述MEMS加速度传感器螺孔，用于固定MEMS加速度传感器。


3.根据权利要求1所述的混合加速度传感器与位移传感器测试性能标定装置，其特征在于，所述滚珠丝杠移动平台具有：移动导轨嵌入结构和安装板定位孔；
所述移动导轨嵌入结构，用于将所述滚珠丝杠移动平台嵌入所述快速移动导轨上，使所述滚珠丝杠移动平台能够自由移动；
所述安装板定位孔，用于安装与固定所述加速度传感器安装板。


4.根据权利要求1所述的混合加速度传感器与位移传感器测试性能标定装置，其特征在于，当混合加速度传感器与位移传感器测试性能标定装置对所述待标定位移传感器进行静态性能标定时，所述标定参数包括：阀门上升时间和持续时长参数；

【专利技术属性】
技术研发人员：王永志，汤兆光，孙锐，王鸿艳，王体强，段雪锋，王浩然，
申请(专利权)人：中国地震局工程力学研究所，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23