一種應(yīng)變傳感儀器的校準(zhǔn)裝置
發(fā)布時間: 2021-03-18
2009年華南理工大學(xué)研發(fā)了一種振弦式應(yīng)變傳感器校準(zhǔn)裝置,其形變范圍最大為3mm,千分表作為變形量的計量標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)變測量的分辨力約0.1%。2011年張勇等人設(shè)計了一套振弦應(yīng)變傳感器校準(zhǔn)裝置,最大標(biāo)距300mm,測量分辨力2m,光柵尺作為變形量的測量標(biāo)準(zhǔn),分析測量不確定度約為0.2%。2016年麥英偉等人研制了振弦式應(yīng)變計標(biāo)定儀,用百分表作為變形量的計量標(biāo)準(zhǔn),其分辨力為0.01mm。隨著科技的發(fā)展,在一些行業(yè)和領(lǐng)域中對應(yīng)變計的精度要求越來越高。例如,2015年HuangW等人研制的應(yīng)變計分辨力能可達(dá)到0.67n;2017年何祖源等人研制的光纖應(yīng)變傳感系統(tǒng)中光纖應(yīng)變傳感器分辨力達(dá)到4.5n。精度越來越高的應(yīng)變計存在儀器校準(zhǔn)難的問題,針對高精度應(yīng)變儀器校準(zhǔn)需求,我們采用激光干涉法測量應(yīng)變計的長度變化量,設(shè)計了基于激光干涉法的儀器校準(zhǔn)裝置,見圖1。

該裝置主要由精密直線導(dǎo)軌、測量系統(tǒng)、移動滑臺、固定平臺、頻率采集儀、激光干涉儀組件和伺服電機(jī)構(gòu)成。
儀器校準(zhǔn)時,應(yīng)變傳感器的兩端分別安裝移動滑臺和固定平臺上,移動滑臺在絲杠的帶動下,產(chǎn)生微小位移,位移量可通過激光干涉儀測出。測量時,光軸與運(yùn)動平臺移動方向一致,使應(yīng)變計的測量線與光軸接近,可有效減小阿貝誤差的影響。儀器校準(zhǔn)裝置的特點(diǎn):用激光干涉儀作為應(yīng)變計變化量的測量儀器,其測量分辨力達(dá)到1nm,測量不確定度為U=110-6L(k=2),L為示值。
儀器校準(zhǔn)裝置可滿足多種標(biāo)距應(yīng)變計儀器校準(zhǔn)需求,標(biāo)距最大可達(dá)500mm。采用伺服電機(jī)驅(qū)動移動滑臺運(yùn)動,提高了儀器校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性和儀器校準(zhǔn)速度,通過軟件控制電機(jī)的運(yùn)動,實(shí)現(xiàn)儀器校準(zhǔn)過程的自動化。移動滑臺工作面呈長方形,有效減小運(yùn)動過程中擺動或俯仰的影響??稍谝粋€行程內(nèi)中完成應(yīng)變計拉伸和壓縮試驗(yàn)。