基于正弦力激励的预紧压电式力传感器的研究

为了校准预紧的压电式力传感器动态灵敏度并研究其频响特性和预紧结构的设计,首先介绍了正弦力激励的方法并建立校准数学模型。分别在传感器正立和倒立安装方式下进行测试,通过对比试验研究传感器端部等效质量引入的惯性力对传感器动态灵敏度的影响。然后根据传感器固有频率的落球测试方法,将传感器和附加质量块安装于振动系统。通过白噪声激励得到系统安装谐振频率,进而研究传感器有效频率范围和测量精度与安装谐振频率的关系。最后通过理论分析,说明传感器非对称设计的原因。试验结果表明,当附加质量块质量约为传感器质量的121倍时,可忽略端部等效质量对灵敏度标定的影响;压电式力传感器固有频率高达46kHz,但其有效使用频率范围受安装谐振频率限制,当试验频率与安装谐振频率比 时,压电式传感器精度等级为1%;传感器两端等效质量不同,预紧结构是非对称的,用于动态测试时要将端部等效质量轻的一端连接到被测物体。本研究结果可为开展传感器的现场标定和预紧结构的设计提供理论依据。     

一种新型静重式力标准机的设计介绍

静重式微小力标准机是测量微小力的装置,以砝码的重力作为标准负荷,通过适当的机构按预定顺序自动平稳地把负荷直接地施加到被检测力仪上。论本介绍了一种新型的静重式力标准机。由砝码的重力作为标准负荷,通过适当的机构按预定顺序自动平稳地把负荷直接施加到被检测力仪上的装置。静重式力标准机通常由静重砝码、砝码吊挂系统、砝码加卸系统、加荷框架、电气控制系统等组成。本文就标准装置的几个主要环节的设计做出重点介绍。     

用便携式三坐标测量臂实现电子式万能试验机横梁位移误差检定的方法

0引言 电子式万能试验机是机械加力的用计算机控制及测量的试验机,主要用于金属和非金属材料进行拉伸、压缩、弯曲和剪切等力学性能试验。由于设计、加工、安装、使用等多方面因素的影响,电子式万能试验机横梁在移动时不可避免地存在误差,从而影响到试验结果的准确性。根据JJG475—2008《电子式万能试验机》规定,对首次检定的电子式万能试验机应包括横梁位移误差的检定。     

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。     

用NiosⅡ嵌入式软核实现RoboCup中型组足球机器人的底层控制

介绍基于NiosⅡ嵌入式软核处理器的RoboCup中型组足球机器人的底层控制的设计方案,详细论述了系统设计的各个步骤。该控制方案在一块基于Altera CycloneⅡ FPGA上实现,完全满足设计之初提出的接口统一、控制精确、便于升级的要求。文章对基于NiosⅡ进行SOPC系统设计具有参考价值。     

基于冲击法的压电式力传感器灵敏度研究

为了开展冲击力校准装置下压电式力传感器动态灵敏度的校准,介绍了基于自由落体的落锤冲击力模型和基于空气轴承悬浮支撑的水平式质量块冲击碰撞的模型;通过4阶Butterworth低通滤波,研究加速度信号波形的滤波平滑,比较了不同截止频率的滤波效果;通过激光测振仪和标准加速度计测量加速度的对比试验,研究加速度绝对测量法与比较测量法对力传感器动态灵敏度校准精度的影响。试验结果表明,激光测振仪测量加速度须通过微分解调,要选择合适上限截止频率的4阶Butterworth低通滤波器进行滤波平滑处理;激光干涉绝对法复现的动态力精度为2%,加速度计比较法复现的动态力精度为4%;激光干涉绝对法校准的灵敏度波动性比加速度计比较法校准的灵敏度波动性小。     

空气轴承技术在力标准装置的嫁接应用介绍

介绍了一种空气轴承技术的实例应用,提出将该技术嫁接到静重式力标准机上。通过使用空气轴承支撑为平衡力臂杠杆提供了一个单一自由度的支撑,实现了主轴方向无摩擦自由旋转,限制了主梁其他方向的自由度,减小了摩擦力,确保了砝码加卸时的准确定位。在控制系统上采用经典的"静重砝码式"的力值计量标准装置,采用微机作为中央控制器,实现对力标准机的集中控制管理。通过伺服控制系统进行精确控制调整,全部工作过程由微机集中统一管理控制,实现装置的全自动工作。整台标准装置达到0.03级的精度,其测量不确定度为U_(rel)=0.005%,也达到了对于静重式力标准的精度要求。这是一次空气轴承在力标准机上应用的创新之举,也给空气轴承技术在工程上的应用提供了新的启发。其最终的成型,也将为静重式力标准机在微小力值领域上的发展起到了积极的推动作用。     

正弦法的压电式力传感器动态特性的研究北大核心CSCD

采用基于正弦激励的方法校准压电式力传感器,首先通过试验研究了传感器端部等效质量引入的惯性力对灵敏度标定的影响,进而建立传感器受力数学模型,推导计算传感器端部等效质量,考虑端部质量的影响后,实现了灵敏度数值的稳定和统一性。最后把传感器和质量块同时安装在振动台上,通过白噪声激励,确定系统的频响特性,分析了传感器有效使用频率的范围随其安装谐振频率的变化,及压电式力传感器精度等级受系统固有频率的影响程度。     

基于气浮轴承技术的高准确度小量程扭矩标准机

针对目前国内的空白,利用气浮轴承技术研制了0.1～10 Nm高准确度小量程扭矩标准机。采用杠杆砝码式加载原理,利用气浮轴承减少摩擦对准确度的影响,激光位移测量技术控制杠杆水平位置,钢箔悬挂技术最大程度控制砝码摆动现象。整台设备采用多量程砝码组全自动加载技术、计算机自动精确控制技术等,实现全自动控制,自动完成加载、卸载、数据采集、数据处理等操作。标准机的相对扩展不确定度为1.5×10-4（k=2）。     

扭矩标准装置在标准扭矩扳子校准中的应用

文章介绍了扭矩标准装置在标准扭矩扳子校准中的应用。测试中扭矩标准装置是一种采用杠杆砝码原理和刀口支撑技术建立的经典结构静重式扭矩标准装置。为使扭矩标准装置更好地应用于标准扭矩扳子校准,上海质检院计量检测所力学二室团队为其设计了一套专用的辅助装置,使被检标准扭矩扳子能更稳定地固定在扭矩标准装置上,并能通过调节辅助装置,实现不同力臂长度和方位角度的校准,旨在研究刀口支撑型扭矩标准装置对标准扭矩扳子校准结果的影响。