[發明專利]基于激光位移傳感器的天平校準裝置及校準方法

在審

• 申請號: 201910683617.0
• 申請日: 2019-07-26
• 公開（公告）號: CN110307959A
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 閔夫;李緒國;楊彥廣;皮興才;邱華誠;馮雙;毛春滿;龍正義;李杰
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心超高速空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06;G01S17/08
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 賈曉燕

本發明公開了一種基于激光位移傳感器的天平校準裝置及校準方法，包括：校準基座，其通過螺桿固定在地面上；天平支桿，其通過錐面與校準基座內錐孔緊固連接；天平，其通過錐面與天平支桿的天平端內錐孔緊固連接；加載環，其通過內錐孔與天平前段錐面緊固連接；激光位移傳感器支架，其通過螺桿固定在地面上，確保安裝的垂直度；激光位移傳感器，其通過螺桿固定在激光位移傳感器支架上。本發明能實現基于激光位移傳感器的天平校準過程。通過過激光位移傳感器測量天平支桿組成的懸臂系統在天平端的位移量，可建立該位移與加載量的函數關系，從而得到基于結構位移的天平吹風公式。

技術領域

本發明屬于航空航天試驗技術領域，具體涉及一種基于激光位移傳感器的天平校準裝置及校準方法。

背景技術

應變天平是風洞測力試驗中最重要的測量儀器，天平靜態校準是應變天平在風洞測力試驗前重要的過程，天平校準的目的是得到應變天平的吹風公式，因此，天平校準是評估應變天平性能的重要環節。在傳統的電阻應變天平的校準過程中，載荷施加在天平上，天平產生應變，粘貼在天平測量元件上的應變計組成電橋電壓發生變化，通過建立電橋輸出與加載量的函數關系，從而得到應變天平的吹風公式。

激光位移傳感器具有測量范圍大，分辨率高，響應快等優點，常用于結構微小變形的測量。在天平校準過程中，應變天平通過支桿固連在校準架上，形成懸臂結構，在天平處(懸臂端部)加卸載時，會產生一定量的變形，而且變形量是與加載量存在線性關系的。通過激光位移傳感器測量天平支桿組成的懸臂系統在天平端的位移量，可建立該位移與加載量的函數關系，從而得到基于結構位移的天平吹風公式。

為充分利用激光位移傳感器測量優勢，設計一種實現基于激光位移傳感器的天平校準裝置是非常有意義的。

發明內容

本發明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優點。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種基于激光位移傳感器的天平校準裝置，包括：

校準基座，其可拆卸連接在地面上，所述校準基座上設置有校準基座內錐孔；

天平支桿，其一端具有天平支桿錐面，另一端具有中空結構，所述中空結構內連接有天平后端固定套，所述天平后端固定套內具有天平后端內錐孔；所述天平支桿通過天平支桿錐面與校準基座上的校準基座內錐孔相匹配緊固連接；

天平，其具有前端錐面和后端錐面；所述天平通過后端錐面與天平后端固定套內的天平后端內錐孔緊固連接；

加載環，其具有容納空腔，所述容納空腔內連接有天平前端固定套；所述天平前端固定套內具有天平前端內錐孔，所述天平前端固定套通過天平前端內錐孔與天平的前段錐面相匹配緊固連接；所述加載環的外表面上有設置有用于固定天平六個分量的加載托盤的十二個桁架結構；所述加載環的前端設置有至少六個基準圓盤；

激光位移傳感器支架，其可拆卸連接在地面上，且所述激光位移傳感器支架位于加載環的前端；

至少六個激光位移傳感器，其可拆卸連接在激光位移傳感器支架上，且至少六個激光位移傳感器上測量孔的位置與加載環上的至少六個基準圓盤同軸。

優選的是，所述加載環包括一體成型的圓柱筒和連接在圓柱筒前端的方形板；所述圓柱筒的外表面上一體成型設置有用于固定天平六個分量的加載托盤的十二個桁架結構；所述方形板上一體成型設置有至少六個基準圓盤；所述方形板上設置的至少六個基準圓盤均為水平或豎直布置。

優選的是，所述十二個桁架結構的布置方式為：在所述圓柱筒的上表面和下表面均對稱布置有兩個桁架結構，在所述圓柱筒的前表面和后表面均對稱布置有四個桁架結構。

優選的是，至少六個所述基準圓盤的布置方式為：在所述方形板的前表面均勻設置至少四個基準圓盤，在所述方形板的上表面設置至少一個基準圓盤，在所述方形板的左表面設置至少一個基準圓盤。