[發明專利]一種力傳感器動態靈敏度的測量方法

有效

• 申請號: 201811075797.6
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109238561B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 劉一;武澤;蔣帆
• 申請（專利權）人: 上海市計量測試技術研究院
• 主分類號: G01L25/00
• 分類號: G01L25/00
• 代理公司: 上海浦東良風專利代理有限責任公司 31113
• 代理人: 龔英

本發明為一種力傳感器動態靈敏度的測量方法，其特征在于：所述測量方法使用的測量裝置包括連接件、力傳感器、標準沖擊加速度傳感器和沖擊加速度測量裝置，所述的連接件采用結構相同質量不等的兩個連接件；所述的測量方法為：采用質量為M1的連接件將力傳感器與標準沖擊加速度傳感器連接成一體再安裝在沖擊加速度測量裝置上，并進行測量信號通道連接，然后利用多次調整沖擊加速度測量裝置產生的不同沖擊力，測量獲得多次力傳感器的沖擊加速度靈敏度S1，并計算平均值S1'，接著將更換為質量為M2的連接件以相同方式獲得力傳感器的沖擊加速度靈敏度平均值S2'，最后通過公式計算獲得力傳感器的動態靈敏度S。

技術領域

本發明涉及一種力傳感器靈敏度的測量方法，特別是公開一種力傳感器動態靈敏度的測量方法，適用于計量檢測行業對力傳感器的動態靈敏度實施校準。

背景技術

力傳感器是動荷測量、機械動力特性研究和動強度分析中必不可少的設備。隨著生產和科技的進步, 人們對于力傳感器的各種性能更加關注, 特別是動態性能，其中動態靈敏度及其頻響特性是最重要的參數。因此對于力傳感器及其測量系統必須進行復校準以檢驗系統的線性度和準確性。

而目前力傳感器的專用動態測量裝置就比較少有。在“汪鳳泉，許秀芝. 動態力傳感器校準的兩次配重消去法[J]. 計量學報， 1990(4)：304-310.”的論文及專利申請“CN106595952A，一種力傳感器靈敏度動態標定方法與標定裝置”公開的文件中均提到了采用振動激勵配合配重法測量動態力傳感器的靈敏度。

采用這種方法有幾個缺陷：1、由于振動激勵的加速度范圍有限，通常為幾十個重力加速度；力值范圍有限，通常小于1000牛頓，如上述論文，其最大配重質量100g，加速度24.91m/s2，力值不到3N，如上述專利申請的實例描述，其測量范圍更是僅僅為10N～1000N中；因此采用振動激勵測量動態力傳感器只能測量有限的力值范圍內的靈敏度。繼續提高振動激勵的加速度范圍和力值范圍雖然能進一步提升測量的動態力范圍，但提升有限且成本巨大。而實際上常見的動態力傳感器普遍在2000牛頓以上，如常見的PCB公司通用的動態力傳感器，208C03型最大力值2224N；208C04型最大力值4500N，208C05型最大力值為22000N；KISTLER公司的9712B5000型最大力值5000N。此外超過100個重力加速度的振動激勵會產生非常大的噪聲，工作環境不適宜工作人員開展工作。2、由于力傳感器與振動系統的需要多次連接，每次連接造成的耦合質量不一致會導致計算多次測量的中m包含的的附加質量△m不一致，使得測量精度受限。

目前沖擊加速度標準裝置主要用于測量沖擊測量儀和沖擊加速度傳感器。通常沖擊加速度標準裝置的最大沖擊加速度可以達到10000個重力加速度，對于100克質量的物體激勵，可以實現10000N的激勵。但尚沒有用于對力傳感器動態靈敏度進行測量的裝置或相應的方法。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術的缺陷，設計一種力傳感器動態靈敏度的測量方法，利用沖擊加速度標準裝置測量力傳感器動態靈敏度，減少測量力傳感器動態靈敏度研制專用設備投入的成本，提升測量精度，擴大測量范圍。

本發明是這樣實現的：一種力傳感器動態靈敏度的測量方法，其特征在于：所述測量方法使用的測量裝置包括沖擊加速度標準裝置、連接件和力傳感器，所述的沖擊加速度標準裝置包括標準沖擊加速度傳感器和沖擊加速度測量裝置，所述的連接件采用質量不等的兩個連接件。所述的連接件為十字形結構或T字形結構，在采用十字形結構的連接件時，十字形結構的豎向兩側用于連接的部位上分別設有與標準沖擊加速度傳感器上的內螺紋孔及力傳感器上的內螺紋孔相匹配的外螺紋，在采用T字形結構的連接件時，T字形結構的豎向用于連接的部位上設有與標準沖擊加速度傳感器上的內螺紋孔相匹配的外螺紋，橫向平面端則通過膠黏方式與力傳感器相互固定。

所述測量方法的具體步驟如下：