[發(fā)明專利]一種利用壓電式傳感器反推小球質(zhì)量的測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010533901.2
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111693208B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃學坤
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波高新區(qū)琪明機械設(shè)備有限公司
• 主分類號: G01L25/00
• 分類號: G01L25/00
• 代理公司: 北京沁優(yōu)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11684
• 代理人: 方仕杰

1.一種利用壓電式傳感器反推小球質(zhì)量的測試方法，其特征在于，提供一種測試裝置，所述測試裝置包括用于對下落小球進行夾持的柔性夾持爪、用于固定柔性夾持爪且高度可調(diào)的測量支架、用于穩(wěn)固壓電式傳感器的穩(wěn)定支撐結(jié)構(gòu)以及與壓電式傳感器的非受力面直接連接且用于減少壓電式傳感器的受力面在被下落小球砸中時發(fā)生的待測力分流的連接結(jié)構(gòu)；

所述連接結(jié)構(gòu)為柔性支架，所述柔性支架還包括用于減少壓電式傳感器受環(huán)境干擾產(chǎn)生機械振動的第二軟橡膠連接部；所述第二軟橡膠連接部與壓電式傳感器直接相連；

所述壓電式傳感器的受力面包括第一測試區(qū)域、第二測試區(qū)域和第三測試區(qū)域，壓電式傳感器的輸出端經(jīng)過放大倍數(shù)確定的共射放大電路后輸出瞬時受力圖譜；

測試方法包括根據(jù)測試策略進行小球下落實驗以及依據(jù)數(shù)據(jù)處理策略對實驗數(shù)據(jù)和瞬時受力圖譜進行計算求出小球測量質(zhì)量m；

所述測試策略包括調(diào)整小球下落方向的下落匹配步驟以及進行測試的第一測試步驟、第二測試步驟、第三測試步驟，所述下落匹配步驟被配置為使第一測試步驟下的小球下落方向落入第一測試區(qū)域內(nèi)部，使第二測試步驟下的小球下落方向落入第二測試區(qū)域內(nèi)部，使第三測試步驟下的小球下落方向落入第三測試區(qū)域內(nèi)部；

所述數(shù)據(jù)處理策略包括：

根據(jù)公式一從壓電式傳感器輸出的瞬時受力圖譜中計算下落小球與壓電式傳感器第一次接觸過程的沖量值I，公式一為：F為壓電式傳感器輸出的瞬時受力；

所述小球標準質(zhì)量為M，下落高度為h,從壓電式傳感器輸出的瞬時受力圖譜中讀出下落小球與壓電式傳感器第一次接觸的初始時刻t0、第一次接觸完成的末時刻t1以及回彈后與壓電式傳感器第二次下落接觸的初始時刻t2；

根據(jù)公式二計算出沖量變化值，公式二為：I＝ΔP＝mv1-mv0，記v1方向為正方向；

根據(jù)公式三計算出v0，公式三為：

根據(jù)公式四計算出v1，公式三為：

將根據(jù)公式一計算出的第一次接觸過程的沖量值I、根據(jù)公式三計算出的v0和公式四計算出的v1的數(shù)值帶入公式二中，求出小球測量質(zhì)量m并與小球標準質(zhì)量M進行對比。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用壓電式傳感器反推小球質(zhì)量的測試方法，其特征在于：所述第一測試步驟包括將第一質(zhì)量小球從第一指定高度無初始速度落下的子步驟A1、將第一質(zhì)量小球從第二指定高度無初始速度落下的子步驟B1以及將第二質(zhì)量小球從第二指定高度無初始速度落下的子步驟C1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用壓電式傳感器反推小球質(zhì)量的測試方法，其特征在于：所述第二測試步驟包括將第一質(zhì)量小球從第一指定高度無初始速度落下的子步驟A2、將第一質(zhì)量小球從第二指定高度無初始速度落下的子步驟B2以及將第二質(zhì)量小球從第二指定高度無初始速度落下的子步驟C2。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用壓電式傳感器反推小球質(zhì)量的測試方法，其特征在于：所述第三測試步驟包括將第一質(zhì)量小球從第一指定高度無初始速度落下的子步驟A3、將第一質(zhì)量小球從第二指定高度無初始速度落下的子步驟B3以及將第二質(zhì)量小球從第二指定高度無初始速度落下的子步驟C3。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用壓電式傳感器反推小球質(zhì)量的測試方法，其特征在于：所述柔性夾持爪上設(shè)置有與第一質(zhì)量小球直接接觸的第一軟橡膠連接部，用于減少柔性夾持爪張開時產(chǎn)生的機械振動。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用壓電式傳感器反推小球質(zhì)量的測試方法，其特征在于：所述測量支架上豎直開設(shè)有第一滑槽，且測量支架下方設(shè)有第一無桿氣缸，測量支架的上部設(shè)有與第一滑槽相匹配的水平調(diào)整板，第一無桿氣缸用于驅(qū)動水平調(diào)整板沿第一滑槽上下移動。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種利用壓電式傳感器反推小球質(zhì)量的測試方法，其特征在于：所述水平調(diào)整板上通過第二滑槽滑動安裝有第一伸縮氣缸，所述第一伸縮氣缸的自由端固定連接有連接桿。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種利用壓電式傳感器反推小球質(zhì)量的測試方法，其特征在于：所述柔性夾持爪的一端固定安裝第一夾持氣缸，第一夾持氣缸用于驅(qū)動柔性夾持爪進行夾持或放松的操作；所述第一夾持氣缸遠離柔性夾持爪的一端與連接桿固定連接。