一种离心‑气压复合校准装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种离心‑气压复合的校准装置。该装置包括精密离心机、多孔法兰和高精度气压箱，高精度气压箱通过多孔法兰连接在精密离心机的机臂末端，高精度气压箱内安装被校准惯性器件。精密离心机产生线性的稳态加速度，高精度气压箱产生高精度气压场，两者同时作用于被校准惯性器件上，从而能够对惯性器件在复合参数作用下的量值特性进行计量校准与分析。本发明专利技术满足惯性器件在稳态大加速度和高精度气压复合情况下的计量校准要求。设备结构紧凑，采用标准化零部件，可灵活安装与拆卸，调试维护方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种惯性器件校准装置，特别涉及一种为惯性器件构造稳态加速度和目标气压环境的校准装置，属于惯性器件计量校准

技术介绍
目前，惯性技术的不断发展对惯性计量校准技术提出更高要求。过去在单一标准输入加速度情况下对惯性器件进行计量校准的工作不能满足复杂应用环境下对惯性器件输出量的量值溯源。而且，惯性器件量值特性在单一加速度或单一气压作用情况下与两者复合作用情况下是不同的，即，不能够通过单次的单一加速度或气压作用规律获得准确的离心加速度和气压复合情况下的规律。因此，研制一种基于精密离心机和高精度气压箱的复合校准装置是十分必要的。在复合校准装置研究方面，当前的研究主要停留在复合环境试验设备研制和试验方法的实现上。如低温低气压试验箱、温度低气压振动(正弦)综合试验箱和温度低气压振动(随机)综合试验箱等都是有关复合环境试验的装置，关注的是可靠性试验和功能性测试，而不能用于高精度惯性器件的计量校准领域，而且这些复合装置都是在地面工作，不能直接用于高速旋转输出大加速度的精密离心机上。本专利技术在精密离心机臂末端设置多孔法兰安装面，通过多孔法兰盘固定连接高精度气压箱，被校准惯性器件放置于高精度气压箱内，在精密离心机旋转时可以直接受到离心加速度和气压的同时激励。
技术实现思路
本专利技术的目的是向社会提供一种基于精密离心机和高精度气压箱复合的校准装置，构造稳态大加速度和高精度气压的复合环境，从而能够对惯性器件在复合参数作用下的量值特性进行计量校准与分析。本专利技术的目的是这样实现的：一种离心-气压复合的校准装置，包括：精密离心机、多孔法兰和高精度气压箱，高精度气压箱通过多孔法兰牢固连接在精密离心机的机臂末端，高精度气压箱内设有箱体，箱体内安装被校准惯性器件。精密离心机提供稳态的大加速度，高精度气压箱提供高精度的气压场，两者同时作用于被校准惯性器件上，可以校准惯性器件在大加速度下的气压灵敏度，以此在实验室内获得与惯性器件真实使用环境接近的校准结果，从而提高惯性器件的使用精度。专利技术的离心-气压复合的校准装置的主要性能指标为：最大稳态加速度2000m/s2，加速度测量不确定度2×10-5，气压测量范围1kPa～100kPa，气压偏差优于0.3Pa，气压稳定性5.76Pa，气压测量不确定度7.8Pa。本专利技术具有以下有益效果：可以为被校准惯性器件构造稳态加速度和高精度的气压场的复合环境，即被校准惯性器件在通过精密离心机获得精确的加速度的同时，还能通过高精度气压箱获得精确的气压场，从而能够对惯性器件在加速度和气压场复合环境作用下的量值特性进行计量校准与分析；满足被校准惯性器件在标准的稳态加速度与高精度复合环境复现的要求，设备的总体布局紧凑，结构强度大，采用标准化零部件，可灵活安装与拆卸，调试维护方便；复合环境范围大、精度高。附图说明图1为离心-气压复合的校准装置的整体结构示意图；图2为多孔法兰结构示意图；图3为高精度气压箱底座结构示意图。图中：1-精密离心机，2-多孔法兰，3-高精度气压箱，11-机臂末端，12-多孔法兰安装面，13-配重，21-法兰盘，22-法兰安装孔，23-法兰气管路孔，24-法兰通孔，31-底座，32-箱体安装面，33-箱体，34-气压控制部件，35-气流管路，301-被校准器件安装夹具，302-底座安装孔，303-底座气管路孔，304-底座通孔，305-气流量控制单元，306-气压测控部件，307-真空泵，308-旋转接头，309-进气管密封结构。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术做进一步说明：如图1所示的离心-气压复合的校准装置的整体结构示意图，包括精密离心机1、多孔法兰2和高精度气压箱3，高精度气压箱3通过多孔法兰2连接在精密离心机1的机臂末端11，高精度气压箱3设置有箱体33，被校准惯性器件安装于箱体33内。精密离心机1为被校准惯性器件提供大范围的高精度加速度，高精度气压箱3为被校准惯性器件提供高精度气压，从而实现对被校准惯性器件的大加速度和高精度气压的共同激励。精密离心机1还在机臂末端11设有的多孔法兰安装面12，在与机臂末端11水平径向对称的的另一端设有配重13。其中，多孔法兰安装面12用于安装所述多孔法兰2，配重13用于平衡精密离心机1的两端，其重量可以根据需要进行调整。高精度气压箱3包括底座31、箱体安装面32、箱体33。其中，底座31用于连接多孔法兰2。所述箱体安装面32将箱体33安装于底座31上。被校准惯性器件置于箱体33内，可以同时受到高精度加速度和气压的共同作用，通过调节加速度和气压值，完成惯性器件全量程范围的气压特性等参数的校准。所述箱体33内还设置有被校准惯性器件安装夹具301，作用是固定被校准惯性器件。高精度气压箱3还包括气压控制部件34和气流管路35。气压控制部件34的作用是向箱体33提供目标气压，使气压箱内的气压达到控制要求。气流管路35是连接气压控制部件34和箱体33之间的通道。气压控制部件34通过气流管路35向箱体33提供目标气压，包括气流量控制单元305、气压测控部件306、真空泵307、旋转接头308和进气管密封机构309。其中，气流量控制单元305可以选用高精度的气流量控制仪；气压测控部件306可以选用单独的高精密气压计或者选用有气压控制开关的高精密气压计；旋转接头308保证了在精密离心机1在旋转或静止时，真空泵307和与真空泵307连接的气流管路35都能正常工作，不受影响。所述连接真空泵307通过气流管路35依次接通旋转接头308，气流量控制单元305和气压测控部件306各自的一对进出口，以及箱体33后，再依次经过气压测控部件306和流量控制单元305各自的另一对进出口，连接进气管密封机构309，形成一条气压通路。各部件的功能为：气压测控部件306通过气流管路35连接到箱体33，可以测量箱体33内的气压值；真空泵307通过连接箱体33的气流管路35来减小箱体33内的气压；或者，气压控制部件34还可以通过控制进气管密封机构309的闭合动作进行相应进气来增加箱体33内的气压。真空泵307所抽气体或者进气管密封机构309所进气体的气流量由气流量控制单元305实现。图2为多孔法兰结构示意图。多孔法兰2由法兰盘21、法兰安装孔22、法兰气管路孔23和法兰通孔24组成。其中，法兰气管路孔24内铺设所述气流管路35，从而使精密离心机在旋转时，气流管路35能与高精度气压箱3的箱体33相通。法兰安装孔22和法兰通孔24是为安装的方便和牢靠而设置。图3为高精度气压箱底座结构示意图。底座31上设有与法兰安装孔22在数量和尺寸上相一致对应的底座安装孔302，由此法兰安装孔22和底座安装孔302，高精度气压箱3的箱体33通过箱体安装面32固定连接底座31和法兰盘21，从而使得精密离心机1通过多孔法兰2固定连接精密温控装置3。底座21上还设有与法兰气管路孔23和法兰通孔24分别一致对应的底座气管路孔303和底座通孔304。以上离心-气压复合的校准装置的主要性能指标如下：复合情况下，最大稳态加速度2000m/s2，加速度测量不确定度2×10-5，气压测量范围1kPa～100kPa，气压偏差优于0.3Pa，气压稳定性5.76Pa，气压测量不确定度7.8Pa。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离心‑气压复合的校准装置，其特征在于，包括：精密离心机(1)、多孔法兰(2)和高精度气压箱(3)，高精度气压箱(3)通过多孔法兰连接在精密离心机(1)的机臂末端(11)，高精度气压箱(3)设有箱体(33)，箱体(33)内安装被校准惯性器件。

【技术特征摘要】
1.一种离心-气压复合的校准装置，其特征在于，包括：精密离心机(1)、多孔法兰(2)和高精度气压箱(3)，高精度气压箱(3)通过多孔法兰连接在精密离心机(1)的机臂末端(11)，高精度气压箱(3)设有箱体(33)，箱体(33)内安装被校准惯性器件。2.根据权利要求1所述离心-气压复合的校准装置，其特征在于：高精度气压箱(3)设置有气流管路(35)，以及通过所述气流管路(35)向所述箱体(33)提供目标气压的气压控制部件(34)。3.根据权利要求2所述离心-气压复合的校准装置，其特征在于：所述气压控制部件(34)包括气流量控制单元(305)、气压测控部件(306)、真空泵(307)、旋转接头(308)和进气管密封机构(309)；所述真空泵(307)通过气流管路(35)依次接通旋转接头(308)，气流量控制单元(305)和气压测控部件(306)各自的一对进出口，以及箱体(33)后，再经依次经气压测控部件(306)和流量控制单元(305)各自的另一对进出口，连接进气管密封机构(309)，形成一条气压通路。4.根据权利要求3所述离心-气压复合的校准装置，其特征在于：所述气流量控制单元(305)是高精度的气流量控制仪，所述气压测控部件(306)是单独的高精密气压计或者有气压控制开关的高精密气压计。5.根据权利要求3所述离心-气压复合的校准装置，其特征在于：高精度气压箱(3)包括底座(31)和箱体安装面(32)，底座(31)连接多孔法兰(2)，箱体安装面(32)将箱...

【专利技术属性】
技术研发人员：董雪明，秦朝俊，杨海龙，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11