[其他]壓力傳感器液力型動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85104740
• 申請(qǐng)日: 1985-06-24
• 公開（公告）號(hào): CN85104740B
• 公開（公告）日: 1988-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 焦國(guó)全
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空學(xué)院
• 主分類號(hào): G01L25/00
• 分類號(hào): G01L25/00
• 代理公司: 北京航空學(xué)院專利代理事務(wù)所
• 代理人: 官漢增

一種在新原理基礎(chǔ)上建立的壓力傳感器液力型動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)屬計(jì)量測(cè)試類。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)壓力傳感器進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試，盛行激波管方法，但實(shí)驗(yàn)壓力只有幾十公斤壓力至幾百公斤壓力。壓力傳感器單只測(cè)試費(fèi)用需幾百元至幾千元。建立一套實(shí)驗(yàn)壓力在1000公斤壓力的激波管設(shè)備，基本投資估計(jì)要100萬元左右，（西安二○四所），由于原理所致，壓力愈高，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的置信度就愈低，安全問題也不易解決。其它方法如落錘、火藥爆炸、快速開關(guān)等，實(shí)驗(yàn)壓力可以做到比較大，但欲試高頻寬的壓力傳感器動(dòng)態(tài)特性有困難，主要是測(cè)試結(jié)果的精度不易達(dá)到，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)大壓力高頻寬壓力傳感器的動(dòng)態(tài)特性測(cè)試仍存在困難。

本發(fā)明是用于壓力傳感器動(dòng)態(tài)測(cè)試，由于它是液電效應(yīng)的力學(xué)效應(yīng)的應(yīng)用，所以稱液力型動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，液電效應(yīng)的力學(xué)效應(yīng)，目前廣泛用于礦石破碎，鑄件表面清砂，腎結(jié)石破碎，但用于壓力傳感器動(dòng)態(tài)測(cè)試，當(dāng)前在國(guó)內(nèi)外尚屬首次。由于激勵(lì)信號(hào)的獲取是基于與現(xiàn)行的方法不同，所以解決了目前壓力動(dòng)態(tài)測(cè)試中要求實(shí)驗(yàn)壓力高又安全又有一定精度等方面存在的難以克服的困難。

傳感器液力型動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)其方法與原理與現(xiàn)行的激波管、落錘等不同，所以克服了目前在壓力傳感器動(dòng)態(tài)測(cè)試中存在的問題和困難。用壓力傳感器液力型動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)可獲得實(shí)驗(yàn)壓力為5000公斤至10000公斤壓力。設(shè)備基本投資僅為激波管方法的1/10左右。單只壓力傳感器測(cè)試費(fèi)用僅為激波管方法的1/200～1/500左右。壓力傳感器頻寬5兆以內(nèi)皆可測(cè)試。

運(yùn)用一種新的原理來獲得實(shí)驗(yàn)脈沖壓力，建立一個(gè)實(shí)驗(yàn)壓力可以在幾公斤至幾千公斤壓力范圍內(nèi)隨意調(diào)節(jié)，設(shè)備基本投資小、實(shí)驗(yàn)費(fèi)用低、占地面積僅2～3平方米、易裝折便于攜帶、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理快速（幾分鐘內(nèi)可以在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)得到被試壓力傳感器的動(dòng)態(tài)特性），在一臺(tái)設(shè)備上可同時(shí)對(duì)數(shù)只壓力傳感器進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試的壓力傳感器新型動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)。

這一發(fā)明的主要原理是將工業(yè)用電升至數(shù)萬伏。通過整流向低感電容充電，并將放電電極置于介電液體內(nèi)，使電能突然釋放，從而產(chǎn)生一個(gè)近似δ函數(shù)的壓力脈沖，以此作為激勵(lì)源，來測(cè)量壓力傳感器的動(dòng)態(tài)特性。通過程序包可以獲得壓力傳感器的幅值譜、傳遞函數(shù)、對(duì)數(shù)幅相特性等。

壓力傳感器液力型動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)由下列主要幾部分組成，分別說明如下：

（1）沖擊大電流裝置：

實(shí)質(zhì)上是一個(gè)充放電電路，目的在于從電網(wǎng)獲取能量并對(duì)低電感電容器進(jìn)行充電，利用它為實(shí)驗(yàn)信號(hào)提供功率。

控制臺(tái)除了對(duì)充放電及點(diǎn)火等進(jìn)行控制外為提高放電電壓的穩(wěn)定性，在控臺(tái)上有放電電壓設(shè)置開關(guān)，電壓超過或低于要求值公差范圍時(shí)，點(diǎn)火電路自動(dòng)保護(hù)，放電不能進(jìn)行。另外在控制臺(tái)上還裝有可以直接升降壓力傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的控制按鈕。

（2）放電室及實(shí)驗(yàn)臺(tái)：

這是形成壓力脈沖及進(jìn)行產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)所，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上根據(jù)計(jì)算要求，可以分布安裝數(shù)只壓力傳感器，以提高實(shí)驗(yàn)效率。為了提高測(cè)量精度，必須消除波的反射及干涉的影響，為此，在放電室內(nèi)應(yīng)取消波設(shè)施，金屬構(gòu)架在迎波方向應(yīng)制作成具有一定角度的尖劈形結(jié)構(gòu)。另外應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)反射罩，反射罩曲面應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格計(jì)算。這樣在放電室內(nèi)存在一個(gè)反射盲區(qū)，使壓力傳感器及電極置于盲區(qū)內(nèi)。

另外，為了獲得較為精確的被試壓力傳感器的動(dòng)態(tài)模型，可在與被試壓力傳感器等效位置安裝一只精度高，頻寬比被試壓力傳感器寬5～10倍以上的壓力傳感器。將它的輸出信號(hào)與被試壓力傳感器輸出信號(hào)一起輸入計(jì)算機(jī)，以求取被試壓力傳感器的數(shù)學(xué)模型。

為了保證放電的穩(wěn)定性、兩放電極間有快速裝卡金屬引爆絲的裝置，可以保證金屬引爆絲每次長(zhǎng)度及張緊度接近。

（3）數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)。

用壓力傳感器液力型動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試各類壓力傳感器動(dòng)態(tài)特性，從實(shí)驗(yàn)開始到得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果僅需幾分鐘時(shí)間。數(shù)據(jù)處理可以脫機(jī)也可以在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。可以得到被測(cè)壓力傳感器的幅值譜曲線，傳遞函數(shù)、對(duì)數(shù)幅相特性曲線。

附圖是本發(fā)明的原理示意圖，其中：

1、沖擊大電流裝置2、放電室及實(shí)驗(yàn)臺(tái)3、引爆絲4、電極5、壓力傳感器6、介電液體7、吸波塑料及反射罩8、數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)。