一种高温环境下对应变计进行测试标定的装置制造方法及图纸

本发明专利技术一种高温环境下对应变计进行测试标定的装置，属于高温应变技术领域，涉及一种在高温环境下对应变计进行测试标定的装置。该装置由电源、测量系统、加载系统、支撑单元、加热隔热系统、标定梁夹具组件组成。测量系统由温度传感器、位移传感器、位移传感器固定架、温度传感器固定架、计算机和数字仪表组成；加载系统由电机驱动器、电机执行器、直线步进电机和陶瓷接触杆组成；加热系统由燃气罐、燃气管、加热源依次连接构成。该装置精确控制应变计受热温度，高精度控制并测量应变计产生微应变。精确检测标定应变计的应变灵敏系数、漂移率、蠕变滞后等性能参数；具有操作简单，测试精度高、重复性好、温度变化范围广的特点。温度变化范围广的特点。温度变化范围广的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种高温环境下对应变计进行测试标定的装置


[0001]本专利技术属于高温应变测试领域，涉及一种在高温环境下对应变计进行测试标定的装置。

技术介绍

[0002]国内航空技术正处于高速发展阶段，航空发动机作为航天器的核心部件，大多数采用的是涡轮发动机，而叶片作为发动机主要构成部分，在运行过程中将会受到高温、高振动、热应力、强气流等综合作用，随着使用时间的增长，叶片容易损坏，使发动机出现故障。因此，需要对高温高压等恶劣环境下工作的叶片进行应变监测。
[0003]现阶段主要采用电阻应变计对航空发动机涡轮叶片的受力形变进行测量。而所采用的电阻应变计需满足测试准确度高、响应速度快、灵敏度高、抗高温高压、稳定性好等优点，因此需要对电阻应变计在高温环境下的应变灵敏系数(GF)、漂移率、蠕变、热输出、机械输出、滞后等性能参数进行测试标定。目前对电阻应变计的性能进行标定测量一般采用高温拉伸机或只在常温下通过悬臂梁标定方法标定应变计的性能。在飞行过程中，叶片受到热力耦合作用，常温下测量得到的应变计的性能并不能反应其在高温有氧环境下的性能。而高温拉伸机适用范围较窄，操作复杂。
[0004]专利号为201510018489.x的中国专利“一种用于陶瓷材料升温热冲击的试验箱”对薄膜电阻应变计的抗热冲击性能测试时，为应变计提供了封闭式高温环境，而应变计在实际使用中处于高温等极端环境中，现有的标定设备不能很好地模拟传感器工作的极端环境。专利号为201510594074.7的中国专利“一种用于室温至1200℃高温应变片参数电测装置”中使用砝码对应变计施加负载，该方法难以精确控制应变计产生微应变的精度。因此，急需一种能模拟极端环境，且可以在该环境下进行应变加载及温度、应变测试的应变计标定装置，以保证应变计在高温环境下的有效测试标定。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术中存在的问题，提供一种在高温有氧环境下对电阻应变计进行有效测试标定的装置。它能够模拟应变计工作时的高温等极端环境，利用温度传感器在高温有氧环境下精确测量应变计工作温度，同时可以在高温下利用直线步进电机的加载使应变计产生形变，通过输入电机的脉冲及电机丝杆运动精度，使应变计产生高精度的微应变，通过位移传感器测量电机丝杆的位移来精确测量应变计产生的应变，从而对电阻应变计的应变灵敏系数(GF)、漂移率、蠕变、热输出、机械输出、滞后等性能参数进行精确测试标定。
[0006]本专利技术采用的技术方案是一种高温环境下对应变计进行测试标定的装置，该装置由电源1、测量系统、加载系统、支撑单元、加热隔热系统、标定梁夹具组件组成；电源1安装在顶板4上，电源1给所有需要电的零部件供电；
[0007]所述测量系统由温度传感器13、位移传感器14、位移传感器固定架15、温度传感器
固定架16、计算机7和数字仪表8组成；装有温度传感器13的温度传感器固定架16通过螺栓固定在顶板4上，装有位移传感器14的位移传感器固定架15通过螺栓固定在顶板4上；位移传感器14与计算机7连接；应变计粘附在标定梁22上，应变计通过引线与数字仪表8连接；
[0008]所述加载系统由电机驱动器2、电机执行器3、直线步进电机12和陶瓷接触杆17组成；电机驱动器2、电机执行器3、直线步进电机12分别固定在顶板4上，直线步进电机12与电机驱动器2和电机执行器3连接；陶瓷接触杆17的一端为杆头，其形状为尖形，另一端具有空心螺纹与直线步进电机12的丝杆螺纹连接；陶瓷接触杆17穿过隔热箱11与陶瓷腔10顶部孔洞进入陶瓷腔10中，陶瓷接触杆17的杆头与标定梁22接触，通过电机丝杆的移动来带动杆头给标定梁22施加载荷，使标定梁22上的应变计产生形变位移；
[0009]所述支撑单元由顶板4、底板6、支撑架18构成；支撑架18为框架结构，有4个竖直边框，底板6和顶板4分别安装在4个竖直边框上，使支撑架18分为上下两层；
[0010]所述加热系统由燃气罐23、燃气管24、加热源9、加热源固定架25及加热源位置调整板26组成，燃气罐23、燃气管24、加热源9依次连接，加热源9通过三个加热源位置调整板26，用螺栓固定在加热源固定架25上；燃气罐23通过燃气管24为加热源9提供燃料；加热源固定架25通过螺栓固定在支撑架18的竖直边框上；通过调整加热源位置调整板26，确保加热源9对准标定梁22位置进行加热；
[0011]隔热系统中，隔热垫5为纳米微孔隔热板，隔热垫5通过螺栓固定在底板6上，陶瓷腔10由陶瓷上板、陶瓷左板、陶瓷右板、陶瓷下板围成，通过陶瓷连接固定件19、陶瓷螺栓和配套陶瓷螺母进行固定成为一体，前后不封闭；隔热箱11无前板，套在陶瓷腔外面，后板开有四个孔用于散热；
[0012]标定梁夹具组件由标定梁夹持台20、标定梁夹持盖21、陶瓷螺栓和配套螺母构成；粘附有应变计的标定梁22安装在标定梁夹持台20上的凹槽20a中，用标定梁夹持盖21上的凸块21a压紧；通过陶瓷螺栓、配套螺母将标定梁夹持盖21固定在标定梁夹持台20上；标定梁夹持台20通过陶瓷螺栓、配套螺母与陶瓷腔10内腔壁连接固定。
[0013]本专利技术有益效果是：使用本专利技术进行实验时，利用加热源对标定梁进行加热，应变计表面受热均匀，为应变计提供了高温有氧测试环境，很好模拟了应变计实际使用场合。通过温度传感器实时检测记录标定梁的温度，可以得到应变计的实际温度，减少误差影响。用电机丝杆的直线移动来表示应变计的应变，可以通过控制丝杆运动的速度来使应变计产生微小应变，使应变可控，重复性较好。该装置精确检测标定应变计的应变灵敏系数、漂移率、蠕变、热输出、机械输出、滞后等性能参数。具有操作简单，测试精度高、重复性好、温度变化范围广的特点，为静态测试标定电阻应变计在高温环境下的性能参数提供了有效的实验平台。使用该装置实现了在高温环境下对电阻应变计进行有效测试标定的实验。
附图说明
[0014]图1为本专利技术一种在高温环境下应变计标定装置结构图，图2为高温环境下应变计标定装置局部结构示意图，图3为高温环境下应变计标定装置加热系统装配示意图。其中，1.电源；2.电机驱动器；3.电机执行器；4.顶板；5.隔热垫；6.底板；7.计算机；8.数字仪表；9.加热源；10.陶瓷腔；11.隔热箱；12.直线丝杆电机；13.温度传感器；14.位移传感器；15.位移传感器固定架；16.温度传感器固定架；17.陶瓷接触杆；18.支撑架；19.陶瓷连接固定
件；20.标定梁夹持台；21.标定梁夹持盖；22.标定梁；23.燃气罐；24.燃气管；25.加热源固定架；26加热源位置调整板。
[0015]图4为标定装置中陶瓷连接固定件19结构示意图；
[0016]图5为标定装置中陶瓷接触杆17结构示意图；
[0017]图6为标定装置标定梁夹具组件示意图；其中，20.标定梁夹持台；20a.凹槽；21.标定梁夹持盖；21a.凸台；22.标定梁；
具体实施方式
[0018]以下结合技术方案和附图详细说明本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温环境下对应变计进行测试标定的装置，其特征是，该装置由电源(1)、测量系统、加载系统、支撑单元、加热隔热系统、标定梁夹具组件组成；电源(1)安装在顶板(4)上，电源(1)给所有需要电的零部件供电；所述测量系统由温度传感器(13)、位移传感器(14)、位移传感器固定架(15)、温度传感器固定架(16)、计算机(7)和数字仪表(8)组成；装有温度传感器(13)的温度传感器固定架(16)通过螺栓固定在顶板(4)上，装有位移传感器(14)的位移传感器固定架(15)通过螺栓固定在顶板(4)上；位移传感器(14)与计算机(7)连接；应变计粘在标定梁(22)上，应变计通过引线与数字仪表(8)连接；所述加载系统由电机驱动器(2)、电机执行器(3)、直线步进电机(12)和陶瓷接触杆(17)组成；电机驱动器(2)、电机执行器(3)、直线步进电机(12)分别固定在顶板(4)上，直线步进电机(12)与电机驱动器(2)和电机执行器(3)连接；陶瓷接触杆(17)的一端为杆头，其形状为尖形，另一端具有空心螺纹与直线步进电机(12)的丝杆螺纹连接，陶瓷接触杆(17)穿过隔热箱(11)与陶瓷腔(10)顶部孔洞进入陶瓷腔(10)中，陶瓷接触杆(17)的杆头与标定梁(22)接触，通过电机丝杆的移动来带动杆头给标定梁(22)施加载荷，使标定梁(22)上的应变计产生形变位移；所述支撑单元由顶板(4)、底板(6)、支撑架(18)组成；...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁军生，李剑，刘志春，曹森，杨明杰，王大志，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：