[發明專利]一種壓力傳感器標定裝置及標定方法

在審

• 申請號: 202110326060.2
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113049183A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 張英坤;程煜;郝存明;任亞恒;吳立龍;姚利彬;趙航
• 申請（專利權）人: 河北省科學院應用數學研究所
• 主分類號: G01L25/00
• 分類號: G01L25/00
• 代理公司: 河北國維致遠知識產權代理有限公司 13137
• 代理人: 彭競馳

本發明提供了一種壓力傳感器標定裝置及標定方法，屬于傳感器標定技術領域，包括：基座，設于基座上的升降驅動機構，升降驅動機構的升降端連接升降臺；測力裝置，固定在升降臺的側面，且設有豎直朝下的測力探頭；標定臺，包括設置在基座上方的加熱板，加熱板外接用于控溫的加熱模塊，在加熱板的上表面設置與測力探頭對應的壓力傳感器，加熱板上還設有溫度傳感器；控制器的相應輸出端接加熱模塊和升降驅動機構的相應控制端，控制器相應輸入端接測力裝置、壓力傳感器和溫度傳感器的相應輸出端，并根據接收的相應壓力值、電壓值和溫度值對壓力傳感器在不同溫度下的壓力值與電壓值進行標定。本發明提供的壓力傳感器標定裝置結構簡單，操作方便。

技術領域

本發明涉及壓力傳感器標定技術領域，具體涉及一種壓力傳感器標定裝置及標定方法。

背景技術

靈巧手作為智能機器人的終端感知和抓持工具，具有很高的靈巧性、通用性和適應性，能夠完成各種不同的抓取和操作任務，被廣泛應用于危險環境探測、外太空探索、物流搬運、工業裝配、康復醫療、智能制造以及農業采摘等領域。

靈巧手在抓取操作中，既要能夠避免因抓取力過小而導致被抓物體滑落，也要防止因抓取力過大對被抓物體造成損傷，這就要求靈巧手能夠以最小力穩定抓取物體。為了能夠實現最小力抓取，靈巧手必須具有抓取力感知能力。一種行之有效的方法是將FSR壓力傳感器安裝在靈巧手的手指上，用來感知手指是否與物體接觸以及抓取過程中接觸力的變化。但是FSR壓力傳感器在使用前必須對其輸入輸出特性進行精確的標定。

而現有的標定裝置如采用六維力傳感器測量外部輸入壓力，雖然測量精度較高，但是標定裝置制作成本很高。標定裝置如利用電子秤測量外部輸入壓力，雖然節約了標定裝置的制作成本，但是由于必須人工操作，導致標定結果通常存在機械誤差和人為誤差。且現有的標定裝置通常只在室溫下使用，無法系統評估不同溫度對FSR壓力傳感器的輸入輸出特性的影響。

發明內容

本發明實施例提供一種壓力傳感器標定裝置及標定方法，旨在解決現有標定裝置制作成本高、必須人工操作、且未考慮溫度影響因素等問題。

為了實現上述目的，第一方面，本發明提供了一種壓力傳感器標定裝置，包括：

基座；

升降驅動機構，設于所述基座上，所述升降驅動機構的升降端連接一升降臺；

測力裝置，固定在所述升降臺的側面，所述測力裝置設有豎直朝下的測力探頭；

標定臺，包括設置在所述基座上方的加熱板，所述加熱板外接用于控溫的加熱模塊，在加熱板的上表面設置與所述測力探頭對應的壓力傳感器，所述加熱板上還設有溫度傳感器；以及

控制器，所述控制器的相應輸出端接所述加熱模塊和所述升降機構的相應控制端，所述控制器相應輸入端接所述測力裝置、壓力傳感器和所述溫度傳感器的相應輸出端，并根據接收的相應壓力值、電壓值和溫度值對所述壓力傳感器在不同溫度下的壓力值與電壓值進行標定。

本申請實施例所示的方案，與現有技術相比，標定過程中，通過升降驅動機構帶動與升降臺連接的測力裝置，測力裝置通過按壓壓力傳感器，并將壓力值傳輸到控制器，壓力傳感器將電壓信號傳輸到控制器中，從而實現壓力傳感器的標定，標定過程無需人工操作，克服了人為誤差對傳感器標定數據的不準確。在標定臺上設置加熱板，能夠改變壓力傳感器標定試驗的環境溫度，得到不同溫度下對壓力傳感器的輸出特性，從而可以有效評估不同溫度對壓力傳感器輸出特性的影響。本申請實施例提供的壓力傳感器標定裝置，不僅結構簡單，操作方便，而且標定的可靠性高，易于推廣。

結合第一方面，在一種可能的實現方式中，所述標定臺還包括調平板，所述調平板設置在所述加熱板下方、并通過螺栓和調平螺母連接，在所述調平板與所述加熱板之間還設有第一彈性墊。

一些實施例中，所述第一彈性墊穿設在所述螺栓上。