【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于传感器检测，具体涉及一种pvdf靶标内嵌应力传感器工作特性检校系统及方法。
技术介绍
1、对混凝土靶标在内爆、侵彻或外部爆炸载荷作用下内部应力的动态变化过程进行测试对于目标的易损性性评估具有重要的意义。使用具有良好动态特性的内嵌式pvdf应力传感器进行靶标内部动态应力测试是一种常见的混凝土靶标内部应力测试手段。准确获取pvdf应力传感器的工作特性参数对于保证应力的准确测量具有重要的意义。
2、pvdf应力传感器静态特性普遍较差，pvdf由于电荷泄露的存在，静态校准并不适用于pvdf传感器。目前针对pvdf传感器工作特性参数的校准多为准静态校准。准静态校准为应力传感器常见的一种校准方式。进行准静态校准时，通常需要将被检校传感器的敏感面安装在造压油缸内部以保证可以向被校传感器施加准静态压力载荷。这要求造压油缸上需要具有与被检测传感器相匹配的安装接口。pvdf应力传感器通常使用粘结的方式固定在安装支架上，并不具安装螺纹等紧固结构。除此之外，由于没有统一的标准，pvdf应力传感器的尺寸与外形并不统一，大部分常见的pvdf应力传感器由于导线连接口的存在，并不是标准的圆形。这导致将pvdf应力传感器难以直接安装在造压油缸之内，必须根据pvdf应力传感器的尺寸结构单独设计加工安装工装，甚至是整个造压油缸组件。这给pvdf应力传感器的检测及校准带来了极大的不便，造成了人力物力的浪费，大大提高了传感器校准所需的时间以及难度。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种p
2、实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种pvdf靶标内嵌应力传感器工作特性检校系统，包括设置在激励载荷施加装置工作平台上的造压油缸，造压油缸上端设置连通油缸内部的校准用活塞杆，校准用活塞杆的安装平台上表面上刚性连接待校准pvdf应力传感器，待校准pvdf应力传感器的敏感面上刚性连接横截面与pvdf应力传感器敏感面相同的传力质量块，传力质量块为柱体；校准用活塞杆的安装平台下表面安装加速度传感器，造压油缸内部填充造压介质，造压油缸侧面具有连通造压油缸内部的标准压力传感器安装孔，用于安装标准压力传感器；
3、激励载荷施加装置给传力质量块上表面施加不同幅值的近半正弦的力载荷。
4、进一步的，校准用活塞杆的安装平台的面积大于待校准pvdf应力传感器敏感面的面积。
5、进一步的，待校准pvdf应力传感器采用胶粘的方式安装在校准用活塞杆上端的安装平台上。
6、进一步的，标准压力传感器的工作频带大于造压油缸内压力信号的有效频带。
7、进一步的，同时设置多个标准压力传感器，并以多个标准压力传感器测试结果的均值作为最终的测量结果。
8、进一步的，激励载荷施加装置为摆锤式液压发生装置，校准时，将安装好的造压油缸放置在摆锤式液压发生装置的工作平台上；且保证摆锤式液压发生装置的锤头的落点在校准用活塞杆的中轴线上；摆锤式液压发生装置通过控制安装在连杆上的锤头以不同的高度落下，从而给传力质量块上表面不同幅值的近半正弦的力载荷。
9、一种采用上述的系统进行pvdf靶标内嵌应力传感器工作特性检校的方法，包括如下步骤：
10、步骤(1)：通过摆锤式液压发生装置将连杆转动到指定角度并放锤；锤头将在重力的作用下自由摆动，最终撞击在传力质量块上，在待校准pvdf传感器敏感面上产生近半正弦的应力载荷，同时向下的压力通过待校准pvdf传感器传导到校准用活塞杆上，校准用活塞杆压缩造压油缸内部的造压介质，在造压油缸中产生一个近半正弦压力信号；
11、步骤(2)：加速度传感器监测校准用活塞杆的加速度a(t)，读取标准压力传感器的压力监测压力值p(t)，根据校验系统的动力学模型求解出待校准pvdf应力传感器所受到的等效应力曲线以及待校准pvdf应力传感器的输出曲线；
12、步骤(3)：调节连杆以及锤头下落的角度、从而调节在待校准pvdf应力传感器中产生的载荷的大小；通过步骤(2)的方法通过多次试验获取到待校准pvdf应力传感器在不同幅值的应力载荷激励下的输出曲线；
13、步骤(4)：依靠最小二乘法对待校准pvdf应力传感器的受到的等效应力与输出值进行拟合得到待校准pvdf应力传感器的工作特性曲线，并计算得到待校准pvdf应力传感器的工作特性参数指标，实现pvdf应力传感器工作特性的校准。
14、进一步的，步骤(2)中的动力学模型为：
15、s2σ(t)-s1p(t)-f＝(m1+m2+m3)(a(t)-g)
16、式中，s2为pvdf应力传感器的敏感面面积、s1为校准用活塞杆的横截面积、σ(t)为pvdf应力传感器所受的应力载荷、p(t)为通过标准压力传感器检测所得造压油缸内部压力值，f为校准用活塞杆移动时受到的阻力，m1为校准用活塞杆质量、m2为pvdf应力传感器质量、m3为加速度传感器质量、a(t)为通过加速度传感器的测试结果，g为重力加速度；
17、理想润滑情况下忽略阻力f的影响，待校准pvdf应力传感器(4)受到应力载荷σ(t)与标准压力传感器(2)的监测得到的压力值p(t)以及加速度传感器(6)监测得到的加速度a(t)的关系为：
18、
19、通过上式计算出pvdf应力传感器(4)受到的等效应力曲线以及pvdf应力传感器的输出曲线。
20、本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：
21、将pvdf应力传感器安装在精密活塞杆之上，采用标准压力传感器监测pvdf应力传感器受力时造压油缸内部产生的压力，并在校准用活塞杆上安装加速度传感器实现活塞杆加速度监测，从而进一步计算pvdf应力传感器所受的等效应力，从而实现应力传感器的比对式校准；这种校准方式中pvdf应力传感器的安装灵活方便，且更加接近实际使用中pvdf传感器的安装方式，避免了校准时需针对不同规格的pvdf应力传感器重新设计具有对应安装接口的造压油缸，使pvdf应力传感器的校准更加便捷。
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1.一种PVDF靶标内嵌应力传感器工作特性检校系统，其特征在于，包括设置在激励载荷施加装置工作平台上的造压油缸(1)，造压油缸(1)上端设置连通油缸内部的校准用活塞杆(3)，校准用活塞杆(3)的安装平台上表面上刚性连接待校准PVDF应力传感器(4)，待校准PVDF应力传感器(4)的敏感面上刚性连接横截面与PVDF应力传感器敏感面相同的传力质量块(5)，传力质量块(5)为柱体；校准用活塞杆(3)的安装平台下表面安装加速度传感器(6)，造压油缸(1)内部填充造压介质，造压油缸(1)侧面具有连通造压油缸(1)内部的标准压力传感器安装孔，用于安装标准压力传感器(2)；
2.根据权利要求1所述的检校系统，其特征在于，校准用活塞杆(3)的安装平台的面积大于待校准PVDF应力传感器(4)敏感面的面积。
3.根据权利要求2所述的检校系统，其特征在于，待校准PVDF应力传感器(4)采用胶粘的方式安装在校准用活塞杆(3)上端的安装平台上。
4.根据权利要求3所述的检校系统，其特征在于，标准压力传感器(2)的工作频带大于造压油缸(1)内压力信号的有效频带。
<...【技术特征摘要】
1.一种pvdf靶标内嵌应力传感器工作特性检校系统，其特征在于，包括设置在激励载荷施加装置工作平台上的造压油缸(1)，造压油缸(1)上端设置连通油缸内部的校准用活塞杆(3)，校准用活塞杆(3)的安装平台上表面上刚性连接待校准pvdf应力传感器(4)，待校准pvdf应力传感器(4)的敏感面上刚性连接横截面与pvdf应力传感器敏感面相同的传力质量块(5)，传力质量块(5)为柱体；校准用活塞杆(3)的安装平台下表面安装加速度传感器(6)，造压油缸(1)内部填充造压介质，造压油缸(1)侧面具有连通造压油缸(1)内部的标准压力传感器安装孔，用于安装标准压力传感器(2)；
2.根据权利要求1所述的检校系统，其特征在于，校准用活塞杆(3)的安装平台的面积大于待校准pvdf应力传感器(4)敏感面的面积。
3.根据权利要求2所述的检校系统，其特征在于，待校准pvdf应力传感器(4)采用胶粘的方式安装在校准用活塞杆(3)上端的安装平台上。
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