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力传感器标定装置的研究

吴秀梅  
【摘要】: 力传感器的动态标定是工程测试技术中的一个难题。本文针对该难题研究了能完成力传感器动态标定的力传感器标定装置。 在分析和比较了各种方案的基础上,确定利用比较法进行力传感器标定,即对一个标准力传感器和待标定力传感器同时加载相同的力,通过两个结果的对比,来标定力传感器。 首先,本装置以直流力矩电机为动力源,通过滚珠丝杠传动和2级液压缸增大推力,实现了便携式和微动力条件下的大负荷加载输出。在此基础上,设计了力传感器标定装置的机械结构,并利用ANSYS软件对装置的箱体进行了优化设计。在最大限度减小装置尺寸及重量的前提下,将装置的弹性变形控制在0.2mm以内。 其次,利用MATLAB中的Simulink仿真工具包对所设计的系统进行了仿真。通过对仿真结果的分析明确了系统的动态性能指标,并确定了标定装置的工作频率为170Hz。 最后,对力传感器标定装置的控制系统进行了初步的研究,设计了控制系统的功能模块和电路原理图。 本文研究的力传感器标定装置既能完成力传感器的动态标定,又可完成力传感器的静态标定,且可实现自动标定。目前国内尚未有实现该功能的类似设备。 目前,力传感器的使用范围和使用数量越来越大,而传感器出厂前和使用一段时间后,都需要标定。由于本装置具有以下特点:便携式、易操作、结果分析简单直观且精度高,因此具有重要的实用价值和广阔的市场前景。


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