測力傳感器的檢驗?zāi)康氖墙⒘χ档拇笮『洼敵鲂盘栔抵g的相互關(guān)系。
1) 計量單位
自1990年第11屆國際計量大會以來,世界各國先后采用國際單位制(SI),這是一種在米制基礎(chǔ)上發(fā)展起來的更為完善和合理的先進單位,它規(guī)定以牛頓(N)作為力的單位。
2) 測力方法
測定力值的方法較多,可用與已知重力相平衡的方法來測力,也可用與力成比例的各種物理現(xiàn)象,如彈性、壓力、壓磁等效應(yīng)來測力。常見的測力方法可歸納為利用力的動力效應(yīng)和靜力效應(yīng)兩種。
①利用動力效應(yīng)測定力值。在重力場中,地球的引力使物體產(chǎn)生重力,即重量。因此,可用已知質(zhì)量的物體在重力場某處的重量來測力。
②利用靜力效應(yīng)測定力值。力的靜力效應(yīng)使物體產(chǎn)生變形。如果物體是一種彈性體,則根據(jù)虎克定律,在彈性范圍內(nèi),它的變形量與作用力成正比。這樣,測出了變形量即可知道力的大小?! ?/p>
3) 測力設(shè)備
測力最常用的設(shè)備為標(biāo)準(zhǔn)測力機,其精確度和量程范圍可根據(jù)被檢測傳感器來選定?!?/p>
4) 檢驗程序
檢驗力傳感器的主要程序為:將傳感器安裝在標(biāo)準(zhǔn)測力機上;連接檢測系統(tǒng);按順序檢測;數(shù)據(jù)處理和計算誤差等?! ?/p>
①安裝要求。當(dāng)被測傳感器在標(biāo)準(zhǔn)測力機上進行標(biāo)定時,安裝應(yīng)注意使傳感器受荷作用軸線與標(biāo)準(zhǔn)測力機的作用軸線相一致。否則,會由于分力、側(cè)向力或力分布不均的影響,給測試帶來誤差。由安裝不正確引起負荷變化的情況如圖所示。
②系統(tǒng)連接。力傳感器的檢測系統(tǒng)分為輸人量和輸出量兩部分,如圖所示?!?/p>
輸人量由標(biāo)準(zhǔn)測力機讀出(給定),輸出量一般都可通過電壓表(或其他信號檢測儀器)讀出或記錄。當(dāng)被測傳感器為有源傳感器時,可不用輔助電源?! ?/p>
③檢測順序。在被測傳感器上順序施加0%,20%,40%,60%,80%和100%量程的力值,并在再次施加力值后,由檢測儀器讀出或記錄傳感器每個測量點上的輸出信號。以上、下兩行程為一個測量循環(huán),一般應(yīng)做三個循環(huán)?!?/p>
這是通常檢測傳感器的加荷級數(shù)和循環(huán)次數(shù),根據(jù)需要也有采用加荷級數(shù)為10,循環(huán)次數(shù)為5?10次。
④數(shù)據(jù)處理。將測量點上的數(shù)據(jù),列入校準(zhǔn)數(shù)據(jù)表中。根據(jù)線性度、滯后、重復(fù)性和靈敏度的定義和其誤差計算方法,分別求出被測傳感器的各項指標(biāo)的最大誤差。然后根據(jù)該傳感器的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求,評判傳感器是否合格。
壓力、位移、扭矩和轉(zhuǎn)速傳感器的檢驗是為了分別建立相應(yīng)的輸入量與輸出信號量值之間的關(guān)系?!?/p>
①壓力傳感器。由活塞式壓力計對被測傳感器施加標(biāo)準(zhǔn)壓力值,用適當(dāng)?shù)娘@示儀表測量傳感器的輸出信號。對于靜態(tài)使用的壓力傳感器的檢測順序、數(shù)據(jù)處理及誤差判別等方法都與測力傳感器的檢驗相同。為了檢驗壓力傳感器的動態(tài)特性,通常在激波管上測出傳感器的頻率特性和阻尼系數(shù),并根據(jù)測量的結(jié)果推算傳感器的動態(tài)響應(yīng)特性?! ?/p>
②位移傳感器。測量位移的量具應(yīng)根據(jù)被測傳感器的量程范圍、精確度和分辨力要求選擇確定。通常測量線位移的器具有螺旋千分尺、千分表、計量塊規(guī)、萬能工具顯微鏡等;測量角位移的器具有分度頭、角度塊規(guī)、正弦尺等。檢驗位移傳感器時需特別注意傳感器的安裝,要求測量器具的工作方向與傳感器的工作方向一致,以避免安裝偏斜引入誤差。
③扭矩傳感器。用標(biāo)準(zhǔn)扭力機和相應(yīng)的檢測儀表檢驗,扭矩是通過砝碼的重量和力臂的長度建立起來的。檢驗時,標(biāo)準(zhǔn)要求傳感器與扭力機軸線重合,如果安裝得不同軸,將給傳感器帶人附加的剪力和彎矩,這樣會影響檢驗的精度。
④轉(zhuǎn)速傳感器。將傳感器與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速校驗臺輸出軸相連接,校驗臺發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速對轉(zhuǎn)速傳感器進行檢驗。