一種用于高頻光纖光柵應變測量系統(tǒng)的動態(tài)校準裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]
本發(fā)明涉及一種用于高頻光纖光柵應變測量系統(tǒng)的動態(tài)校準裝置，屬于計量器具領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]
光纖光柵動態(tài)應變測量技術(shù)因其抗干擾的特性，主要用于復雜環(huán)境下應變測量工作，針對其的動態(tài)校準技術(shù)用于保證測量系統(tǒng)的準確度和可靠性。
[0003]應變校準技術(shù)主要由不同原理的應變校準儀來實現(xiàn)。應變校準儀可用于由應變電阻或光纖光柵應變傳感器構(gòu)成應變測量系統(tǒng)的校準工作，但是由于其原理的不同。低頻動態(tài)信號的校準目前僅限于靜態(tài)梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生靜態(tài)的標準應變信號實現(xiàn)的校準。高頻動態(tài)應變信號的校準裝置僅能通過對傳感器和應變儀(或光纖光柵解調(diào)儀)實現(xiàn)分步校準。
[0004]以上校準系統(tǒng)的不足:
1、靜態(tài)梁結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生標準應變信號，但是由于其結(jié)構(gòu)特性，僅能產(chǎn)生靜態(tài)拉壓信號，無法產(chǎn)生更高頻率的幅值可控標準動態(tài)應變信號。
[0005]2、靜態(tài)梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的標準應變方向切換調(diào)整裝置過程緩慢，無法快速切換方向；
3、動態(tài)電阻應變儀可以實現(xiàn)電阻應變傳感器的動態(tài)校準，但是因為其是電信號的校準過程，不產(chǎn)生標準的動態(tài)應變信號，因此不適用于光纖光柵應變傳感器構(gòu)成應變測量系統(tǒng)；
4、針對高頻動態(tài)應變信號的校準無法產(chǎn)生高頻的標準動態(tài)應變信號，因此實現(xiàn)的是分步校準，系統(tǒng)測量不確定度僅能通過合成計算獲得，無法通過直接校準獲得。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]
本發(fā)明的目的在于提供一種用于高頻光纖光柵應變測量系統(tǒng)的動態(tài)校準裝置，用于產(chǎn)生標準動態(tài)應變信號，可實現(xiàn)動態(tài)應變測量裝置的校準過程。
[0007]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案完成:
一種用于高頻光纖光柵應變測量系統(tǒng)的動態(tài)校準裝置，包含調(diào)整裝置，調(diào)整裝置內(nèi)設(shè)壓電陶瓷驅(qū)動裝置和標準應變桿，電陶瓷驅(qū)動裝置和標準應變桿之間設(shè)有金屬墊塊；金屬墊塊上方至少設(shè)有二個激光位移傳感器，激光位移傳感器與計算機連接，計算機通過驅(qū)動控制器與電陶瓷驅(qū)動裝置連接。
[0008]所述調(diào)整裝置包括調(diào)整螺絲，所述調(diào)整螺絲兩端分別設(shè)有壓緊盤，包括:上壓緊盤和下壓緊盤，上壓緊盤的底表面上固定安裝有電陶瓷驅(qū)動裝置，下壓緊盤放置有標準應變桿。
[0009]所述壓電陶瓷驅(qū)動裝置包括:至少三個壓電陶瓷。
[0010]所述壓電陶瓷驅(qū)動裝置與金屬墊塊呈點接觸。
[0011 ] 所述壓電陶瓷驅(qū)動裝置可由電磁式驅(qū)動裝置代替。
[0012]所述激光位移傳感器可由其它非接觸式的位移傳感器代替。
[0013]所述計算機用于接收激光位移傳感器測量信號作為反饋來控制壓電陶瓷驅(qū)動裝置和驅(qū)動控制器。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點:
1.通過壓電陶瓷作為驅(qū)動器，驅(qū)動力、頻率可調(diào)；
2.壓電陶瓷驅(qū)動裝置可實現(xiàn)kHz級頻率的振動，使得應變桿材料產(chǎn)生較高頻率的應變；
3.標準應變桿材料的正反兩個方向的應變上限值可通過壓緊裝置的調(diào)整螺絲進行調(diào)
-K-
T ；
4.通過激光位移傳感器進行測量對幅值進行閉環(huán)調(diào)節(jié)。
[0015]【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]【具體實施方式】:
實施例1
本發(fā)明調(diào)整裝置包括調(diào)整螺絲1，所述調(diào)整螺絲I兩端分別設(shè)有壓緊盤2，壓緊盤2包括:上壓緊盤和下壓緊盤，上壓緊盤的底表面上固定安裝壓電陶瓷驅(qū)動裝置3，電陶瓷驅(qū)動裝置3為三個壓電陶瓷，下壓緊盤放置有標準應變桿6，壓電陶瓷與標準應變桿6間設(shè)有金屬墊塊5 ;壓電陶瓷驅(qū)動裝置3與金屬墊塊5呈點接觸，金屬墊塊5與標準應變桿6呈面接觸，金屬墊塊5上方設(shè)有三個激光位移傳感器，激光位移傳感器與計算機連接，計算機通過驅(qū)動控制器4分別與三個壓電陶瓷連接。
[0017]工作時，根據(jù)所要產(chǎn)生的標準應變信號的變化范圍和頻率，計算調(diào)整螺絲I所施加的預緊力大小和驅(qū)動控制器4的控制信號大小，計算完成后，通過調(diào)整螺絲I施加計算好的預緊力，調(diào)整所產(chǎn)生標準應變信號的起始應變。開啟驅(qū)動控制器4，給壓電陶瓷驅(qū)動裝置3控制信號，壓電陶瓷驅(qū)動裝置3開始振動，同時通過三點推動金屬墊塊5，金屬墊塊5通過面接觸對標準應變桿6施加一定頻率的壓力，產(chǎn)生壓應變。當壓電陶瓷驅(qū)動裝置3按驅(qū)動信號的曲線減小時，由標準應變桿6因自身的力學性能回彈，產(chǎn)生相對于標準應變桿6起始位置的拉向應變。如此交替往復，標準應變桿6產(chǎn)生持續(xù)的動態(tài)應變。
[0018]標準應變桿6產(chǎn)生持續(xù)的動態(tài)應變時，由三個激光位移傳感器7構(gòu)成的位移測量組合測量金屬墊塊5三個方向等長度點上的高度，并反饋至計算機8，由計算機8進行計算，并調(diào)整壓電陶瓷驅(qū)動裝置3中各個方向壓電陶瓷的控制電壓，從而穩(wěn)定標準應變桿6的振動幅度，并減小各個方向的振動幅度偏差，從而產(chǎn)生動態(tài)的標準應變值。
[0019]工作時，被校的動態(tài)應變測量系統(tǒng)的測量前端光纖光柵應變傳感器粘貼于標準應變桿6上，通過比對標準應變信號與被校的動態(tài)應變測量系統(tǒng)所測量的動態(tài)應變信號，實現(xiàn)校準過程。
[0020]本發(fā)明中的壓電陶瓷驅(qū)動裝置3可由電磁式驅(qū)動裝置代替；激光位移傳感器可由其它非接觸式的位移傳感器代替。
【主權(quán)項】
1.一種用于高頻光纖光柵應變測量系統(tǒng)的動態(tài)校準裝置，包含調(diào)整裝置，其特征在于，調(diào)整裝置內(nèi)設(shè)壓電陶瓷驅(qū)動裝置(3)和標準應變桿(6)，電陶瓷驅(qū)動裝置(3)和標準應變桿(6)之間設(shè)有金屬墊塊(5);金屬墊塊(5)上方至少設(shè)有二個激光位移傳感器，激光位移傳感器與計算機連接，計算機通過驅(qū)動控制器(4)與電陶瓷驅(qū)動裝置(3)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高頻光纖光柵應變測量系統(tǒng)的動態(tài)校準裝置，其特征在于，所述調(diào)整裝置包括調(diào)整螺絲(I)，所述調(diào)整螺絲(I)兩端分別設(shè)有壓緊盤(2)，包括:上壓緊盤和下壓緊盤，上壓緊盤的底表面上固定安裝有電陶瓷驅(qū)動裝置(3)，下壓緊盤放置有標準應變桿(6)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于高頻光纖光柵應變測量系統(tǒng)的動態(tài)校準裝置，其特征在于，所述壓電陶瓷驅(qū)動裝置(3)包括:至少三個壓電陶瓷。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于高頻光纖光柵應變測量系統(tǒng)的動態(tài)校準裝置，其特征在于，壓電陶瓷驅(qū)動裝置(3)與金屬墊塊(5)呈點接觸。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于高頻光纖光柵應變測量系統(tǒng)的動態(tài)校準裝置，其特征在于，壓電陶瓷驅(qū)動裝置可由電磁式驅(qū)動裝置代替。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高頻光纖光柵應變測量系統(tǒng)的動態(tài)校準裝置，其特征在于，激光位移傳感器可由其它非接觸式的位移傳感器代替。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高頻光纖光柵應變測量系統(tǒng)的動態(tài)校準裝置，其特征在于，計算機(8)用于接收激光位移傳感器(7)測量信號作為反饋來控制壓電陶瓷驅(qū)動裝置(3)和驅(qū)動控制器(4) ο
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于高頻光纖光柵應變測量系統(tǒng)的動態(tài)校準裝置，屬于計量器具領(lǐng)域。調(diào)整裝置內(nèi)設(shè)壓電陶瓷驅(qū)動裝置和標準應變桿，電陶瓷驅(qū)動裝置和標準應變桿之間設(shè)有金屬墊塊；金屬墊塊上方至少設(shè)有二個激光位移傳感器，激光位移傳感器與計算機連接，計算機通過驅(qū)動控制器與電陶瓷驅(qū)動裝置連接。本發(fā)明通過壓電陶瓷作為驅(qū)動器，驅(qū)動力、頻率可調(diào)；壓電陶瓷驅(qū)動裝置可實現(xiàn)kHz級頻率的振動，使得應變桿材料產(chǎn)生較高頻率的應變；標準應變桿材料的正反兩個方向的應變上限值可通過壓緊裝置的調(diào)整螺絲進行調(diào)節(jié)；通過激光位移傳感器進行測量對幅值進行閉環(huán)調(diào)節(jié)。
【IPC分類】G01B11/16
【公開號】CN105180824
【申請?zhí)枴緾N201510669366
【發(fā)明人】劉洋, 王海嶺, 任紹卿, 王菊青, 宗亞娟, 鄧麗, 林一杉, 安慧文
【申請人】內(nèi)蒙古北方重工業(yè)集團有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年10月18日