依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：多分量力傳感器校準(zhǔn)臺架 稱重傳感 器標(biāo)準(zhǔn)機(jī)

JJF1560-2016多分量力傳感器校準(zhǔn)規(guī)范

JJF(軍)20-2012《多分量測力儀校準(zhǔn)規(guī)范》

JJG391-2009《力傳感器》

JJG632-1989《動(dòng)態(tài)力傳感器》

功能描述：

本設(shè)備可以對多分量力傳感器的某一分量單獨(dú)進(jìn)行校準(zhǔn)，也可以對兩個(gè)或兩個(gè)以上分量同時(shí)施加載荷進(jìn)行校準(zhǔn)。

范圍：

適用于壓電式及應(yīng)變式多分量力傳感器的靜態(tài)校準(zhǔn)

多分量力傳感器校準(zhǔn)臺架 稱重傳感 器標(biāo)準(zhǔn)機(jī)

圖片：

1. 工作原理

• 力的產(chǎn)生與施加：校準(zhǔn)機(jī)通常配備高精度的力發(fā)生裝置，如液壓或電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這些裝置能夠精確地產(chǎn)生并施加所需的力和力矩。例如，對于一個(gè)六分量力傳感器（可以測量三個(gè)方向的力和三個(gè)方向的力矩），校準(zhǔn)機(jī)可以分別在 X、Y、Z 軸方向施加拉力或壓力，同時(shí)還能施加繞這些軸的扭矩。

• 測量系統(tǒng)：校準(zhǔn)機(jī)自身帶有高精度的測量系統(tǒng)，用于測量施加的力和力矩的實(shí)際大小。這個(gè)測量系統(tǒng)通常包括高精度的力傳感器和扭矩傳感器，其精度比被校準(zhǔn)的傳感器更高，能夠準(zhǔn)確地獲取施加的力和力矩的數(shù)值。

• 數(shù)據(jù)采集與比較：在施加力和力矩的過程中，被校準(zhǔn)的多分量力傳感器會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號。校準(zhǔn)機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)會(huì)同時(shí)采集被校準(zhǔn)傳感器的輸出信號和自身測量系統(tǒng)得到的實(shí)際力和力矩值。然后通過專門的軟件，將被校準(zhǔn)傳感器的輸出與實(shí)際施加的力和力矩進(jìn)行比較，計(jì)算出傳感器的誤差。

2. 主要組成部分

• 數(shù)據(jù)采集卡是這個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它能夠以較高的采樣頻率采集傳感器的輸出信號和校準(zhǔn)機(jī)測量系統(tǒng)的信號。例如，采樣頻率可以達(dá)到每秒數(shù)千次甚至更高，這樣可以捕捉到力和力矩變化過程中的詳細(xì)數(shù)據(jù)。

• 計(jì)算機(jī)軟件是數(shù)據(jù)處理的核心，它可以對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如計(jì)算線性度、重復(fù)性、遲滯等誤差指標(biāo)。同時(shí)，軟件還可以根據(jù)校準(zhǔn)結(jié)果生成校準(zhǔn)報(bào)告，方便用戶對傳感器的性能進(jìn)行評估。

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• 如前面所述，包括高精度的力傳感器和扭矩傳感器。這些傳感器自身的精度直接影響到校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。例如，高精度的力傳感器可以達(dá)到萬分之一甚至更高的精度，其測量范圍也可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇，從幾牛到幾萬牛不等。

• 測量系統(tǒng)還包括信號調(diào)理電路，用于對傳感器輸出的微弱信號進(jìn)行放大、濾波等處理，使信號能夠被數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)準(zhǔn)確地采集。

• 這是校準(zhǔn)機(jī)的核心部分之一，用于對被校準(zhǔn)傳感器施加力和力矩。它可以是液壓加載系統(tǒng)，利用液壓油的壓力驅(qū)動(dòng)活塞產(chǎn)生力，其優(yōu)點(diǎn)是能夠產(chǎn)生較大的力，并且力的穩(wěn)定性較好；也可以是電動(dòng)加載系統(tǒng)，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生力，這種系統(tǒng)具有較高的控制精度和加載速度。

• 加載系統(tǒng)還包括加載頭，其形狀和尺寸可以根據(jù)被校準(zhǔn)傳感器的接口和測量要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如，對于一些需要測量點(diǎn)接觸力的傳感器，加載頭可以設(shè)計(jì)成球形，以確保力的施加點(diǎn)準(zhǔn)確。

• 加載系統(tǒng)：

• 測量系統(tǒng)：

• 數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)：

控制與采集系統(tǒng)采樣32位ARM處理器和Intel FPGA協(xié)同工作，具有控制精確，數(shù)據(jù)同步高度采集等特點(diǎn)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有多通道同步采樣功能，可對待測傳感器的6個(gè)分量同時(shí)采集。可同時(shí)對4通道電機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)多分量同步施加負(fù)載