一种测力天平标定系统和方法技术方案

本发明专利技术的实施例公开了一种测力天平标定系统和方法，测力天平标定系统包括加载模块、承载模块和处理模块，其中加载模块通过加载标准质量器件，产生与标准质量器件的质量相应的标准载荷；承载模块承载测量模块和加载模块，测量模块能够测量标准载荷，输出与标准载荷相应的测量信号；处理模块获取标准载荷和测量信号，根据标准载荷和测量信号之间的对应关系确定测量模块的灵敏度系数。通过多次使用标准质量器件产生的标准荷载来触发测量模块产生测量信号，计算得到灵敏度系数，能够评价测量模块的性能和品质，灵敏度系数可以为校准测量模块提供方向参考，从而改善测量模块的测力能力。本发明专利技术的实施例广泛应用于测力试验技术领域。域。域。

【技术实现步骤摘要】
一种测力天平标定系统和方法


[0001]本专利技术涉及测力试验
，尤其是一种测力天平标定系统和方法。

技术介绍

[0002]风洞或水洞模型试验可为新型飞行器、汽车、高铁、舰船等的研制提供关键试验参数与设计依据；特别是对复杂流动问题的研究，模型气动力和水下阻力的试验测量是终端模拟不能替代的，是决定相关研究成败的重要工具手段。
[0003]目前，风洞或水洞试验中常采用机械天平、应变天平等开展测力试验。传统的机械天平体积大、易受湿度等环境因素的影响，且造价相对高昂。对于有强电磁辐射的测量环境或试验工况，应变天平可能存在电磁干扰而导致精确测量的困难。如果在试验中电磁辐射未充分得到保护而泄露，则可能造成测量信号受到电磁干扰，甚至导致应变天平测量失效。另外，微型飞行器、微型水下潜航器的研究对微小气动力、水动力的高精度测量提出了更高要求，天平需要具备几毫牛、数百微牛乃至更优的测力能力。而现有的机械、应变天平的测量精度无法完全满足高精度测力的要求。
[0004]名词解释：
[0005]标定：通过实验建立起测力系统的输入量和输出量之间的对应关系，并确定出不同使用条件下的系统误差。

技术实现思路

[0006]针对上述至少一个技术问题，本专利技术的实施例的目的在于提供一种测力天平标定系统和方法。
[0007]一方面，本专利技术的实施例包括一种测力天平标定系统，包括：
[0008]加载模块，用于通过加载标准质量器件，产生与所述标准质量器件的质量相应的标准载荷；
[0009]承载模块，用于承载测量模块和所述加载模块，所述测量模块能够测量所述标准载荷，输出与所述标准载荷相应的测量信号；
[0010]处理模块，用于获取所述标准载荷和所述测量信号，根据所述标准载荷和所述测量信号之间的对应关系确定所述测量模块的灵敏度系数。
[0011]进一步地，根据所述标准载荷和所述测量信号之间的对应关系确定所述测量模块的灵敏度系数，包括：
[0012]获取多个所述标准载荷X
i
；其中i为标号，i＝1，2，...，n；
[0013]获取多个所述测量信号T
i
；其中具有相同标号的所述测量信号和所述标准载荷具有对应关系；
[0014]通过公式确定所述灵敏度系数K。
[0015]进一步地，所述处理模块还用于根据所述标准载荷和所述测量信号确定所述灵敏度系数的误差。
[0016]进一步地，所述根据所述标准载荷和所述测量信号确定所述灵敏度系数的误差，包括：
[0017]通过公式确定所述灵敏度系数的误差
[0018]进一步地，所述承载模块包括底座和竖直布置的支架，所述底座的上端和所述支架的下端固定连接，所述支架的上端用于固定所述测量模块；所述底座上设置有多个用于保持所述底座水平的调平装置；所述调平装置包括手轮和地脚，所述手轮设置在所述底座的上端，所述地脚设置在所述底座的下端，所述地脚的安装轴的一端穿过所述底座与所述手轮连接；所述底座的上端还设置有多个用于检测所述底座的水平度的水平仪。
[0019]进一步地，所述测量模块包括连接板和检测器，所述连接板与所述检测器的输入端连接，所述检测器的输出端作为所述测量模块的输出端，所述输入端设置在所述连接板远离所述检测器的一端作为所述测量模块的输入端；所述检测器远离所述连接板的一端连接有转接杆，所述支架的上端设置有用于固定所述转接杆的固定装置。
[0020]进一步地，所述固定装置包括固定座和压盖，所述固定座的下端与所述支架的上端固定连接，所述固定座的上端与所述压盖固定连接；所述固定座的上端开设有固定槽，所述压盖朝向所述固定槽的一侧开设有压槽，所述转接杆远离所述检测器的一端设置有插接部，所述插接部插入所述固定槽和所述压槽围城的腔体内实现固定。
[0021]进一步地，所述加载模块包括用于连接杆和用于盛放标准砝码的加载盘，所述加载盘的盘杆连接所述测量模块的输入端；所述连接杆的一端通过销轴与所述加载盘的盘杆的上端连接，所述连接杆的另一端通过钩环与所述输入端连接。
[0022]进一步地，所述处理模块包括AD采集器和终端，所述AD采集器的输入端连接所述测量模块的输出端，所述AD采集器的输出端连接所述终端。
[0023]一方面，本专利技术的实施例还包括一种测力天平标定方法，使用实施例中的测力天平标定系统执行以下步骤：
[0024]向所述加载模块逐次加载所述标准质量器件，从而使加载模块每次加载标准质量器件产生所述标准载荷，所述测量模块测量所述标准载荷输出所述测量信号，所述处理模块记录各次记录的所述标准载荷和所述测量信号之间的对应关系，根据所述标准载荷和所述测量信号之间的对应关系确定所述测量模块的灵敏度系数；
[0025]获取所述处理模块输出的所述灵敏度系数。
[0026]本专利技术的实施例的有益效果是：本实施例中测力天平标定系统，通过多次使用标准质量器件产生的标准荷载来触发测量模块产生测量信号，并通过记录测量信号和标准荷载来计算得到灵敏度系数，能够评价测量模块的性能和品质，灵敏度系数可以为校准测量
模块提供方向参考，从而改善测量模块的测力能力。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例的垂直测力天平标定系统的结构示意图；
[0028]图2为本专利技术实施例的垂直测力天平标定系统的右视图；
[0029]图3为本专利技术实施例的连接板的一个角度的结构示意图；
[0030]图4为本专利技术实施例的连接板的另一个角度的结构示意图；
[0031]图5为本专利技术实施例的检测器的结构示意图；
[0032]图6为本专利技术实施例的转接杆的一个角度的结构示意图；
[0033]图7为本专利技术实施例的固定座的结构示意图；
[0034]图8为本专利技术实施例的压盖的结构示意图。
具体实施方式
[0035]本实施例中，测力天平标定系统的结构如图1所示。参照图1，测力天平标定系统包括支撑模块100、加载模块300和处理模块400。当需要对测量模块200进行标定，从而确定测量模块200的灵敏度系数，参照图1，将测量模块200设置在支撑模块100的上端，测量模块200包括输入端2011和输出端，输入端2011用于接收输入信号，输出端用于输出输入信号相对应的输出信号；加载模块300与输入端2011连接，用于调整输入信号的大小；处理模块400与输出端连接，用于采集输出信号，并对输入信号和输出信号的关系进行标定。本实施例中，输入信号指的是在输入端2011施加的标准载荷。本实施例中，标准荷载是由标准质量器件引起的，其中标准质量器件可以是砝码，因此本实施例中的标准载荷即是加载模块300中标准砝码的重量值，输出信号指的是标准载荷对应的电压值。本专利技术的实施例通过处理模块400将标准载荷和相对应的电压值进行比较，以获得测量模块200的标定曲线，进而确定测量模块200的灵敏度系数。上述标定系统结构简单，且能有效的满足高精度的测力需求。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测力天平标定系统，其特征在于，包括：加载模块，用于通过加载标准质量器件，产生与所述标准质量器件的质量相应的标准载荷；承载模块，用于承载测量模块和所述加载模块，所述测量模块能够测量所述标准载荷，输出与所述标准载荷相应的测量信号；处理模块，用于获取所述标准载荷和所述测量信号，根据所述标准载荷和所述测量信号之间的对应关系确定所述测量模块的灵敏度系数。2.根据权利要求1所述的测力天平标定系统，其特征在于，所述根据所述标准载荷和所述测量信号之间的对应关系确定所述测量模块的灵敏度系数，包括：获取多个所述标准载荷X
i
；其中i为标号，i＝1，2，...，n；获取多个所述测量信号T
i
；其中具有相同标号的所述测量信号和所述标准载荷具有对应关系；通过公式确定所述灵敏度系数K。3.根据权利要求2所述的测力天平标定系统，其特征在于，所述处理模块还用于根据所述标准载荷和所述测量信号确定所述灵敏度系数的误差。4.根据权利要求3所述的测力天平标定系统，其特征在于，所述根据所述标准载荷和所述测量信号确定所述灵敏度系数的误差，包括：通过公式确定所述灵敏度系数的误差5.根据权利要求1-4任一项所述的测力天平标定系统，其特征在于，所述承载模块包括底座和竖直布置的支架，所述底座的上端和所述支架的下端固定连接，所述支架的上端用于固定所述测量模块；所述底座上设置有多个用于保持所述底座水平的调平装置；所述调平装置包括手轮和地脚，所述手轮设置在所述底座的上端，所述地脚设置在所述底座的下端，所述地脚的安装轴的一端穿过所述底座与所述手轮连接；所述底座的上端还设置有多个用于检测所述底座的水平度的水平仪。6.根据权利要求5所述的测力天平标定系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：马勇，艾山，解光慈，刘博赢，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：