冲击加速度传感器频域校准技术研究

为获得更为真实的传感器频响特性,利用激光干涉仪对传感器进行动态校准,在传感器输入和输出数据的基础上,确定系统模型结构、阶次,基于输出误差模型,采用系统辨识实验法,辨识传感器模型的各项参数,从而建立被校冲击加速度传感器的数学等价模型,进而将模型方程转换为传递函数,并绘制出传感器的幅频、相频特性曲线,最终实现被校传感器的冲...     

动态力校准中需要规范的若干问题

测力仪器在动态力测量与静态校准中的表现有较大差异,因此动态力校准对广泛使用的动态载荷测量有重要意义。本文首先对两种典型的动态力校准方法及相应装置的能力状态进行简单介绍;然后结合实际校准与测量工作提出动态力校准中存在的一些问题,并指出动态力校准装置的力传递形式及相关设计参数对校准结果有较大影响;最后对提出的问题进行梳理分类,并探讨解决问题的基本思路与原则,为建立动态力校准装置给出需要考虑的设计参数,也为编制动态力校准的规范提供必要的依据。     

高g值加速计和压电式力传感器的动态校准

本提出一种高g值加速度计的动态校准方法和装置,其最大加速度峰值超过100000g。这套装置还可以对压电式力传感器进行动态校准。中给出两个加速度计加速度峰值的二十余次实验结果,以及加速度计与力传感器的冲击响应实验曲线。同时,还求出它们的动态数学模型（包括差分模型、传递函数、频率特性）和动态性能指标。此外,还讨论了本的4个创新点。     

压电式动态力传感器校准方法的研究

针对智能制造行业里压电式传感器的动态性能校准问题,介绍了针对传感器动态力参数的相关方法和脉冲力法校准装置,在装置上完成了试验验证和分析。介绍了两种常规的动态力校准方法,针对不同的校准方法建立了运动方程,做出了差异性分析。然后介绍了一种基于绝对法测量的压电式传感器脉冲力法校准装置,装置的结构包括基于刚体碰撞的脉冲力发生装置和基于外差式迈克尔逊干涉仪的测量系统,说明了工作原理和解算方法。最后利用建立的校准装置对典型压电式传感器进行动态力校准,进行结果分析和可靠性验证。     

一种采用应变测力传感器补偿动态力测量误差的理论研究

本文在理论上研究了一种采用串联多自由度应测力传感器补偿动态力测量误差的方法，在数学上根据串联多自由度应变测力传感器的输入输出传递函数建立了这种传感器的状态方程，通过对传感器数学模型的分析，提出了一种消除动态力测误差的方法，在本文的假设情况下采用这种方法在理论上可以完全消除测力传感器的动态测量误差。     

短路试验电流光纤测量技术研究

针对交、直流开关电器短路试验电流校准问题,提出光纤短路电流测量方法.建立了光纤电流传感器低频动态模型,通过时域、频域特性仿真确定了闭环检测系统的参数,并计算了传感器对直流和工频短路电流的响应,结果表明传感器的动态性能能够满足跟踪被测短路电流的要求.搭建了光纤电流传感器校准装置,校准结果表明:在直流5～300 kA、工频...     

100KN气动助推式负阶跃力校准装置

本文介绍气动助推法实现负载力快速卸载新技术的工作原理,校准系统组成以及实验结果分析.该装置在100KN力值下,下降沿时间小于8μs,重复性误差小于±1μs,能充分激振80KHz以内的高频响力传感器,能够给出被校力传感器的灵敏度、响应频率、超调量、真实下降沿时间以及阻尼系数等参数,为真实校准力传感器动态性能提供必要的试验条件.     

动态力校准中力传感器端部等效质量测量方法研究

力传感器端部等效质量是动态力校准中的重要部分,其测量误差会对动态力校准产生较大影响。本文通过了解力传感器结构,确定力传感器端部等效质量的构成,并简单介绍了四种测量端部等效质量的方法。最后,利用两次配重消去法进行实验,将不同配合不同工况下得到的结果进行对比分析,说明该方法可以较好的解决测量端部等效质量问题。     

应变式力传感器动态特性研究及动态补偿

通过测试传感器的固有频率和冲击响应,对不同结构的应变式力传感器的动态特性进行了研究。当力传感器动态特性不理想时,根据零极点配置法设计了动态补偿数字滤波器,对力传感器进行动态补偿,使之适用于动态测量。实验表明:柱式力传感器的动态特性优于S形力传感器。通过对S形传感器进行动态补偿,拓宽了力传感器的工作频带,提高了力传感器的动态性能,减小了动态误差。     

基于伺服驱动的离心式动态力校准装置

为提高准静态环境使用的力传感器校准精度,研制了基于伺服驱动的离心式动态力校准装置。该装置利用直驱伺服电机驱动和控制质量块做离心运动,通过去轴承设计的动力传动机构输出量值可控的动态力;建立了动力学模型并得到了实验验证;进行了测量重复性和动态响应性能实验研究。实验结果表明,校准装置在中高转速下测量重复性优于1%,能在0.242s内加速到额定转速500r/min,且输出力值可达到3.8kN。     

直升机旋翼气动试验测力天平原位校准技术

研究了直升机旋翼气动试验测力天平原位校准技术。针对安装于直升机全尺寸旋翼试验塔顶部的机械式多分量气动力测量天平的测量原理和结构特点,确定了基于力叠加原理的组合加载原位校准方法。依其原理研制了原位校准装置,介绍了装置的关键机械结构设计,及基于自适应协同算法的控制系统;研制了高精度微小形变测量系统并评估校准误差;通过旋翼试验塔现场的原位校准试验对校准装置性能进行了验证。结果表明:各力素的原位相对校准不确定度均优于0.1%(k=2),被校系统各分力的相对线性度均优于1%。通过原位校准可获得新的天平工作公式。     

力传感器的动态重复性,线性度与性能改进的研究

提出了传感器的动态重复性与动态线性度的计算方法，介绍了用有源模拟滤波器改善力传感器动态性能的方法，包括力传感器动态数学模型、动态补偿模拟滤波的设计方法、力传感器动态模拟器及其电路、滤波器的电路、动态性能改善的实验结果。     

晃动液体单摆模型动力学参数的频域辨识

本文研究晃动液体动力学参数的频域辨识法,详细推导了晃动液体的等效单摆模型,研制了贮箱模型、悬挂装置和高灵敏度测力计。通过测量贮箱位移和激振力,求得其位移对激振力的频率特性数据。首先用误差校正法辨识传递函数系数,然后用数学规划法确定模型的动力学参数。同时,通过测量晃动液体的扰动力矩,直接推算单摆模型的悬挂点位置。辨识出的单摆模型动力学参数值与按位势理论计算的数值接近。研究结果表明本文采用的频域辨识法有效。     

重载并联六维力传感器及静态标定

针对传感器重载小尺寸需求,提出一种具有混合分支的重载并联六维力传感器,分析了其结构特点和测量原理。搭建了重载并联六维力传感器标定系统,为改善维间耦合及制造误差等对测量精度产生的影响,从标定算法及模型优化方面对其进行了研究。分别利用最小二乘法和BP神经网络算法对加载实验数据进行了处理,分析结果表明BP神经网络算法要明显优于最小二乘法,并通过数据随机分组测试验证了结果的正确性。基于BP神经网络,提出了一种基于人工鱼群算法的BP神经网络算法,并采用优化后的BP神经网络标定算法对实验数据进行了计算分析,结果表明优化后的BP神经网络计算结果较好且稳定,不易陷入局部极值。     

动水力简化计算方法对圆形桥墩传递函数的影响

刚性柱法、莫里森法和基频近似法是可供工程应用的不可压缩无粘性水体地震动水力的简化计算方法。为研究上述方法的差异性，将基于不可压缩无粘性水体辐射理论推导的考虑结构变形的精确解作为标准，从频域传递函数的角度，对各简化方法进行比较分析。以水中悬臂圆柱墩为例，选取2个尺寸参数并设计了84种不同尺寸的桥墩，输入脉冲激励得到墩顶节点的位移传递函数、墩底节点的剪力和弯矩传递函数，提取各传递函数的前两阶共振峰幅值和共振频率，基于标准解结果求得3种简化方法的误差。通过分析误差的范围及变化趋势，发现刚性柱法所得共振峰幅值更精确，基频近似法所得共振周期更精确，莫里森法误差受参数的影响显著。此外，基频近似法所得共振峰幅值大多偏小，而莫里森法所得幅值和周期大多偏大。     

超声换能器的自易校准法及其在功率测量中的应用和它与辐射力法的关系(英文)

论述了电声互易原理和用于平面活塞型与球面聚焦换能器校准的自易法(Self Reciprocity Method,SRM)。介绍了一系列的定义和发送电压(电流)响应与电压灵敏度。阐述了SRM与辐射力天平(Radiation Force Balance,RFB)法之间的关系。在1~25 MHz频率范围内,对超声换能器校准和输出功率测量的实验显示,两种方法具有相近的准确度。SRM法比RFB法测量具有更高的信噪比和更好的稳定性。     

承载元件材料对力传感器动态校准的影响

通过回顾国外文献中一种动态校准力传感器的方法——大电容器放电熔断金属丝卸载荷,介绍了力传感器动态检测的基本思想和特殊性,讨论了起传递动态力作用的承载元件的设计问题.在某些负阶跃动态力源中,一些关键部件(如承载件)的物理性能会直接导致设计的成败.应该选用弹性模量与密度之比高的材料作为激励力源与被校准传感器之间的媒介元件.一个成功的动态力激励源不但能成功地发生动态力,同时也必须成功地将动态力传递到被校力传感器上.     

多分量力的测试与校准技术介绍

介绍了与多分量力测试和校准技术相关的基本概念以及发展现状,分析了多种多分量力传感器和多分量测力仪的基本原理和结构特点,同时介绍了目前多分量力测量仪器的校准工作中可参考执行的标准文件及其编写思路。文中还说明了多种多分量力校准装置的结构特点和应用情况。     

基于组合式力传感器的超宽量程力值测量方法研究

针对高准确度超宽量程力值测量的需求,本文提出了一种基于组合式力传感器的力值测量方法,通过对小量程和大量程力传感器的转换,在保证测量准确度的前提下,有效扩展了力传感器的力值测量范围,并进行了实验验证,实验结果表明:采用该组合式力传感器的力值测量方法可以有效扩展单只力传感器测量范围,使传统力传感器的测量范围从额定力值的(10~100)%测量范围扩展到(1~100)%测量范围,该组合式力传感器的准确度高,可以达到0. 01级标准测量仪的技术指标要求,可以作为参考力传感器应用在超宽量程力标准机或材料试验机上。