一种标准动态力校准装置制造方法及图纸

一种标准动态力校准装置，包括激励单元、质量单元、被测传感器、测量单元；激励单元包括撞击器、空气炮、气泵，撞击器水平设置，质量单元和测量单元沿撞击器的撞击方向依次设置；质量单元包括第二固定架、第一质量块、第一气浮轴承、第三固定架、第二质量块、第二气浮轴承；被测传感器安装于第二质量块上；测量单元包括第四固定架、激光干涉仪、缓冲器；撞击器、第一质量块、第二质量块、被测传感器、激光干涉仪设置于同一水平轴线上。本实用新型专利技术采用水平卧式结构，通过空气炮驱动撞击器产生瞬时动能，两个由气浮轴承支撑的质量块相撞击，使得位于中间的被测传感器在受到撞击时不会被反作用力影响，最终通过激光干涉仪测得准确的数据。

A standard dynamic force calibration device

【技术实现步骤摘要】
一种标准动态力校准装置
本技术属于物理测量
，涉及动态力校准装置，特别涉及一种标准动态力校准装置。
技术介绍
动态力校准装置是一种用于校准压电式传感器的装置，其要求能提供一个可测量的精确量化的动态力，从而对被测传感器进行校准。动态力校准装置通常采用的是垂直立式结构，通过碰撞质量自由下落对底部传感器形成瞬时动态力，再对碰撞质量的精确计量、以及碰撞质量下落高度的测量，利用公式计算获得一个较为准确的量化动态力。这种垂直立式结构动态力校准装置的局限性是只能提供一个垂直方向的力，无法校准水平方向的力。此外，由于力值的大小取决于碰撞质量和跌落高度，一般只能实现常规量程范围的力值，若想获得大力值，则装置的整体尺寸结构会很大，成本都会很高。除上述缘由外，垂直立式结构基于原理，被测传感器需要固定于底部基座上，基座与地面固定。当传感器受到质量块撞击时，被测传感器与基座之间的固定连接会导致能量传递过程中产生反作用力，影响测量准确度。综上，需要提出一种水平动态力校准装置。其中，最难以解决的是如何提供一个无释放摩擦、无导向偏移的加载系统，以保证动态力能完整地从激励单元传递到被测传感器，不被外因减损，以及确保碰撞中心的完全一致，使响应波形保持完好。
技术实现思路
本技术针对上述问题，提供一种标准动态力校准装置。本技术的目的可以通过下述技术方案来实现：一种标准动态力校准装置，包括激励单元、质量单元、被测传感器、测量单元；所述激励单元包括依次连接的撞击器、空气炮、气泵，所述撞击器水平设置，所述质量单元和测量单元沿撞击器的撞击方向依次设置；所述质量单元包括第二固定架、第一质量块、第一气浮轴承、第三固定架、第二质量块、第二气浮轴承，所述第二固定架和第三固定架沿激励单元的撞击器的撞击方向依次设置，第二固定架上通过第一气浮轴承安装有第一质量块，第三固定架上通过第二气浮轴承安装有第二质量块；所述被测传感器安装于第二质量块的朝向第一质量块的一端上；所述测量单元包括第四固定架、激光干涉仪、缓冲器，所述第四固定架和激光干涉仪沿撞击器的撞击方向依次设置，所述激光干涉仪水平朝向第四固定架设置，所述缓冲器安装于第四固定架上，缓冲器上设有与激光干涉仪相对应的激光测量通孔；其中，所述激励单元的撞击器、质量单元的第一质量块和第二质量块、被测传感器、测量单元的激光干涉仪设置于同一水平轴线上。进一步地，所述激励单元的撞击器包括第一固定架、端盖、阀门、气管、罩壳、缓冲垫、撞针、弹簧；所述第一固定架上开设有水平贯通的气腔孔，第一固定架上的两侧分别设有端盖和罩壳，所述端盖盖住气腔孔的一端，端盖上设有阀门，所述阀门通过气管与空气炮连接，所述罩壳罩住气腔孔的另一端，罩壳内设有缓冲垫、撞针、弹簧，所述缓冲垫安装于气腔孔的另一端周侧，所述撞针水平设置，撞针的一端设有凸台，撞针的另一端穿出罩壳，所述撞针一端的凸台朝向气腔孔的另一端且与缓冲垫相配合，所述弹簧套于撞针上且其两端分别抵于凸台和罩壳内壁上。进一步地，还包括结构单元，所述结构单元包括第一基座、第二基座；所述第一基座固定于第二基座的上面，所述激励单元、质量单元、被测传感器、测量单元安装于第一基座上，所述激励单元的撞击器和测量单元的第四固定架固定于第一基座的上面。更进一步地，所述结构单元包括第一丝杠螺母副、第一手轮、第一直线导轨副、第二丝杠螺母副、第二手轮、第二直线导轨副；所述第一基座上安装有第一丝杠螺母副、第一直线导轨副、第二丝杠螺母副、第二直线导轨副，所述第一丝杠螺母副、第一直线导轨副、第二丝杠螺母副、第二直线导轨副均与激励单元的撞击器的撞击方向平行，所述第一丝杠螺母副的丝杠与第一手轮连接，第一丝杠螺母副的丝杠螺母与第一直线导轨副的滑块连接，第一直线导轨副的滑块与第二固定架连接，所述第二丝杠螺母副的丝杠与第二手轮连接，第二丝杠螺母副的丝杠螺母与第二直线导轨副的滑块连接，第二直线导轨副的滑块与第三固定架连接。与现有技术相比，本技术的有益效果：（1）采用水平卧式结构，整体尺寸结构较现有垂直立式结构小；（2）质量单元采用气浮轴承来支撑质量块，气浮轴承能提供非接触式无摩擦支撑，使质量块可在水平方向自由移动，减少了质量块在碰撞过程的动能损耗，同时能起到精确平稳导向的作用；（3）激励单元采用空气炮驱动撞击器来对质量单元产生瞬时动能，可以较小的尺寸结构获得较大的力值；（4）激励单元的空气炮驱动撞击器，配合质量单元的气浮轴承支撑质量块，解决了现有垂直立式结构的质量单元不能无摩擦释放的问题；（5）质量单元采用两块质量块，两块质量块分别由气浮轴承支撑，这种结构使得两块质量块的运行轨迹有很高的控制精度，并且使其在碰撞过程的动能损耗的侧向分量降到最低；（6）用激光干涉仪测速法（绝对法）代替传统的比较法，提升了测量精度；（7）可应对不同类型的压电传感器，模拟相应的工况环境。附图说明图1为本技术的立体结构示意图。图2为本技术的剖视示意图。图3为本技术中的激励单元中的撞击器和空气炮的剖视示意图。图4为本技术中的激励单元中的撞击器和空气炮的断面示意图。图5为本技术中的质量单元和被测传感器的剖视示意图。图6为本技术中的质量单元的第三固定架、第二质量块、第二气浮轴承的断面示意图。图7为本技术中的测量单元的剖视示意图。图8为本技术中的测量单元中的第四固定架和缓冲器的断面示意图。图中部件标号如下：1撞击器101第一固定架102端盖103阀门104气管105罩壳106缓冲垫107撞针108弹簧2空气炮3气泵4质量单元401第二固定架402第一质量块403第一气浮轴承404第三固定架405第二质量块406第二气浮轴承5被测传感器6测量单元601第四固定架602激光干涉仪603缓冲器7结构单元701第一基座702第二基座703第一丝杠螺母副704第一手轮705第一直线导轨副706第二丝杠螺母副707第二手轮。具体实施方式以下结合附图详细说明本技术的具体实施方式，使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本技术。尽管结合其优选的具体实施方案描述了本技术，但这些实施方案只是阐述，而不是限制本技术的范围。参见图1和图2，一种标准动态力校准装置，包括激励单元、质量单元4、被测传感器5、测量单元6、结构单元7。所述激励单元包括依次连接的撞击器1、空气炮2、气泵3，撞击器1用于撞击质量单元4，使其产生初速度，空气炮2用于释放高压气体，气泵3用于压缩空气产生高压气体。参见图3和图4，所述撞击器1包括第一固定架101、端盖102、阀门103、气管104、罩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种标准动态力校准装置，其特征在于，包括激励单元、质量单元、被测传感器、测量单元；/n所述激励单元包括依次连接的撞击器、空气炮、气泵，所述撞击器水平设置，所述质量单元和测量单元沿撞击器的撞击方向依次设置；/n所述质量单元包括第二固定架、第一质量块、第一气浮轴承、第三固定架、第二质量块、第二气浮轴承，所述第二固定架和第三固定架沿激励单元的撞击器的撞击方向依次设置，第二固定架上通过第一气浮轴承安装有第一质量块，第三固定架上通过第二气浮轴承安装有第二质量块；/n所述被测传感器安装于第二质量块的朝向第一质量块的一端上；/n所述测量单元包括第四固定架、激光干涉仪、缓冲器，所述第四固定架和激光干涉仪沿撞击器的撞击方向依次设置，所述激光干涉仪水平朝向第四固定架设置，所述缓冲器安装于第四固定架上，缓冲器上设有与激光干涉仪相对应的激光测量通孔；/n其中，所述激励单元的撞击器、质量单元的第一质量块和第二质量块、被测传感器、测量单元的激光干涉仪设置于同一水平轴线上。/n

【技术特征摘要】
1.一种标准动态力校准装置，其特征在于，包括激励单元、质量单元、被测传感器、测量单元；
所述激励单元包括依次连接的撞击器、空气炮、气泵，所述撞击器水平设置，所述质量单元和测量单元沿撞击器的撞击方向依次设置；
所述质量单元包括第二固定架、第一质量块、第一气浮轴承、第三固定架、第二质量块、第二气浮轴承，所述第二固定架和第三固定架沿激励单元的撞击器的撞击方向依次设置，第二固定架上通过第一气浮轴承安装有第一质量块，第三固定架上通过第二气浮轴承安装有第二质量块；
所述被测传感器安装于第二质量块的朝向第一质量块的一端上；
所述测量单元包括第四固定架、激光干涉仪、缓冲器，所述第四固定架和激光干涉仪沿撞击器的撞击方向依次设置，所述激光干涉仪水平朝向第四固定架设置，所述缓冲器安装于第四固定架上，缓冲器上设有与激光干涉仪相对应的激光测量通孔；
其中，所述激励单元的撞击器、质量单元的第一质量块和第二质量块、被测传感器、测量单元的激光干涉仪设置于同一水平轴线上。


2.根据权利要求1所述的标准动态力校准装置，其特征在于，所述激励单元的撞击器包括第一固定架、端盖、阀门、气管、罩壳、缓冲垫、撞针、弹簧；所述第一固定架上开设有水平贯通的气腔孔，第一固定架上的两侧分别设有端盖和罩壳，所述端盖盖住气腔孔的一端，端盖上设有阀门，所述阀门通过气管与空气炮连...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢小犇，夏冰玉，李政，
申请(专利权)人：上海市质量监督检验技术研究院，
类型：新型
国别省市：上海;31