阅读说明：本技术 加速度传感器的气抛冲击式校准装置及其使用方法 (Air-throwing impact type calibration device of acceleration sensor and using method thereof ) 是由 柯其利 于 2020-05-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种加速度传感器的气抛冲击式校准装置及其使用方法,其中加速度传感器的气抛冲击式校准装置包括：冲击筒,其内贯通设置竖直延伸的冲击通道,所述冲击筒底部的筒口处设有与所述冲击通道相通、且进气方向竖向向上的进气口,所述冲击筒上端的筒壁处开设有与所述冲击通道相通的排气口；弹丸,其活动放置于所述冲击通道内；压缩空气供给设备,其通过输气管路与所述进气口相连；用于承载加速度传感器的砧块,其活动放置于所述冲击筒底部的筒口处。(The invention discloses an air-throwing impact type calibration device of an acceleration sensor and a use method thereof, wherein the air-throwing impact type calibration device of the acceleration sensor comprises the following components: the impact barrel is internally provided with a vertically extending impact channel in a run-through manner, a barrel opening at the bottom of the impact barrel is provided with an air inlet which is communicated with the impact channel and has an air inlet direction which is vertically upward, and a barrel wall at the upper end of the impact barrel is provided with an air outlet which is communicated with the impact channel; a projectile movably disposed within the impact channel; the compressed air supply equipment is connected with the air inlet through an air transmission pipeline; and the anvil block is used for bearing the acceleration sensor and is movably placed at the bottom of the impact cylinder at the cylinder opening.)

加速度传感器的气抛冲击式校准装置及其使用方法

技术领域

本申请涉及一种加速度传感器的气抛冲击式校准装置及其使用方法。

背景技术

力学计量校准装置是对力学环境检测元件(比如加速度传感器)的准确性进行检测、标定的重要保障。

现有的加速度传感器校准系统只能完成小量程加速度传感器的标定，并且多存在结构复杂、体型庞大、重复性差且测试准确度差的缺点。

发明内容

本申请目的是：提出一种加速度传感器的气抛冲击式校准装置及其使用方法，旨在解决高加速度传感器的标定难题。

本申请的技术方案是：

一种加速度传感器的气抛冲击式校准装置，包括：

冲击筒，其内贯通设置竖直延伸的冲击通道，所述冲击筒底部的筒口处设有与所述冲击通道相通、且进气方向竖向向上的进气口，所述冲击筒上端的筒壁处开设有与所述冲击通道相通的排气口；

弹丸，其活动放置于所述冲击通道内；

压缩空气供给设备，其通过输气管路与所述进气口相连；以及

用于承载加速度传感器的砧块，其活动放置于所述冲击筒底部的筒口处。

本申请这种气抛冲击式校准装置在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述冲击筒顶部的筒口内固定有竖直布置的导向套，所述砧块支撑于所述导向套上方，并且所述砧块的一部分竖向滑动插设于所述导向套内。

所述导向套的顶部固定连接缓冲垫。

所述导向套的内壁为柔性材质，所述砧块与所述导向套的内壁挤压接触。

所述砧块的上方设有与所述冲击筒相对固定的防翻架。

所述冲击筒和所述防翻架均固定布置在基架上。

所述基架包括夹持固定所述冲击筒的夹持块。

所述基架包括竖直延伸的立杆，所述防翻架与所述立杆固定连接，并且所述防翻架在所述立杆上的竖向位置可调；所述防翻架和所述基架上设有检测所述防翻架高度的位置开关，所述输气管路上设有供气电磁阀，所述位置开关与所述供气电磁阀电路连接。

所述输气管路上设有调压阀、数显压力传感器和时间继电器。

一种上述加速度传感器的气抛冲击式校准装置的使用方法，包括：

将基准加速度传感器和被测加速度传感器布置于所述砧块上，利用压缩空气供给设备向所述冲击通道冲入压缩空气，弹丸在压缩空气的冲击下向上运动撞击砧块，砧块带动所述基准加速度传感器和所述被测加速度传感器同步向上加速运动，比较所述基准加速度传感器的加速度感应值与所述被测加速度传感器的加速度感应值，分析所述被测加速度传感器感应的准确度。

本申请具有以下有益效果：

1、申请这种的加速度传感器的校准装置采用气动上抛式冲击结构，通过压缩空气吹动弹丸上移，利用弹丸撞击砧块而带动砧块上的加速度传感器加速上移，能够提供200～200000m/s^2范围的加速度，脉宽范围0.1～5ms，非常适用于高加速度传感器的检测校准，以确定高加速度传感器的性能。

2、输气管路上设置调压阀、数显压力传感器和时间继电器等器件，从而能够对充入冲击筒内的压缩空气实现可重复的精密控制，进而可对同一加速度传感器进行相同工况的多次检测，提升对加速度传感器检测校准的准确性。

3、在冲击筒顶部的筒口内固定了竖直布置的导向套，砧块支撑于导向套上方，并且砧块的一部分竖向滑动插设于导向套内，如此减小砧块带动加速度传感器上移的过程中发生侧向偏移的可能性。

4、导向套的内壁为柔性材质，砧块与导向套的柔性内壁挤压接触，减小了砧块与导向套内壁的缝隙，进一步减小校准过程中砧块和加速度传感器侧向偏移的可能性。

5、在砧块的上方设置了与冲击筒相对固定的防翻架。使用时，当砧块上移至防翻架位置后，被防翻架阻挡而下移，避免砧块冲入环境中伤害检测人员。

6、在导向套的顶部固定连接了缓冲垫。下移的砧块首先触碰柔性的缓冲垫释放动能，减轻对导向套的冲击力。

7、该装置体型小、瞬间能量大、标定范围广。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步介绍：

图1为本申请实施例中加速度传感器的气抛冲击式校准装置的整体结构示意图；

图2为本申请实施例中加速度传感器的气抛冲击式校准装置的局部结构示意图。

其中：1-冲击筒，1a-冲击通道，1b-进气口，1c-排气口，2-弹丸，3-压缩空气供给设备，4-输气管路，5-砧块，6-位置开关，7-导向套，8-缓冲垫，9-防翻架,9a-快拧手柄。

具体实施方式

图1和图2示出了本申请这种加速度传感器的气抛冲击式校准装置的一个具体实施例，其主要包括冲击筒1、弹丸2、压缩空气供给设备3和砧块6。其中：

冲击筒1内贯通设置有竖直延伸的冲击通道1a。冲击筒底部的筒口处设有与前述冲击通道相通、且进气方向竖向向上的进气口1b。冲击筒上端的筒壁处开设有与冲击通道相通的排气口1c。弹丸2活动放置于冲击筒1的冲击通道内。压缩空气供给设备3通过输气管路4与进气口1b相连，用于向冲击通道1a充入压缩空气以推动弹丸2移动。砧块5作为被测加速度传感器的载体，活动放置于所述冲击筒底部的筒口处。

使用时，可将基准加速度传感器和被测加速度传感器布置于砧块2上，利用压缩空气供给设备3向冲击通道1a冲入压缩空气，弹丸2在压缩空气的冲击下向上运动撞击砧块5，砧块5带动基准加速度传感器和被测加速度传感器同步向上加速运动，比较基准加速度传感器的加速度感应值与被测加速度传感器的加速度感应值，分析被测加速度传感器感应的准确度——如果二者加速度感应值相差较大，则说明被测加速度传感器的准确度较差，需要校准；如果二者加速度感应值非常接近，则说明被测加速度传感器的准确度较高。

将基准加速度传感器和被测加速度传感器同时布置在砧块2上，跟随砧块2同步加速上移，不受压缩空气的影响。二者上移时的实际加速度必然相同，理论上基准加速度传感器的加速度感应值等于实际值，所以只需比较两个加速度传感器在前述加速上移过程中各自的加速度感应值，就可判断被测加速度传感器是否达标。

当然，我们也可以将上述基准加速度传感器和测加速度传感器前后分开测试。具体地：先将基准加速度传感器布置于砧块上，将特定参数的压缩空气充入冲击筒，弹丸在压缩空气的冲击下向上运动，当其撞击上方砧块后，砧块受到向上的撞击力而带动基准加速度传感器加速向上同步移动，基准加速度传感器感应出其在前述加速上移过程中的加速度A(视为实际值)。之后，取下前述标准加速度传感器，将被测加速度传感器布置于砧块上，将同样参数的压缩空气充入冲击筒，这时候被测加速度传感器也会感应出其上移的加速度B。比较B和A，若二者相差较大，说明被测加速度传感器不合格，需要校准；若二者相差很小，说明被测传感器合格。

为了减小砧块5带动加速度传感器上移的过程中发生侧向偏移的可能性，本实施例在冲击筒1顶部的筒口内固定了竖直布置的导向套7。砧块5支撑于导向套7上方，并且砧块5的一部分竖向滑动插设于导向套7内。

为减小砧块5与导向套7内壁的缝隙，从而进一步减小上述侧向偏移的可能性，本实施例中导向套7的内壁为柔性材质，砧块5与导向套7的柔性内壁挤压接触。

如果不对砧块5的上移行程进行限制，很容易发生砧块伤人的危险。对此，本实施例在砧块5的上方设置了与冲击筒1相对固定的防翻架9。使用时，当砧块5上移至防翻架9位置后，被防翻架9阻挡而下移，避免砧块5冲入环境中伤害检测人员。

砧块5在防翻架9的阻挡下向下快速移动，如果下移的砧块5直接猛烈碰撞导向套7，导向套7的使用寿命会大大缩短。对此，本实施例在导向套7的顶部固定连接了缓冲垫8。下移的砧块5首先触碰柔性的缓冲垫8释放动能，减轻对导向套7的冲击力。

上文提到，防翻架9和冲击筒1相对固定，具体地：防翻架9和冲击筒1均固定布置在一基架10上。基座10作为防翻架9和冲击筒1的载体，承载并固定住防翻架9和冲击筒1。具体地：

基架10包括夹持块10a和竖直延伸的立杆。前述夹持块10a夹持固定住冲击筒1。防翻架9与立杆固定连接，并且防翻架9在立杆上的竖向位置可调。防翻架9上带有快拧手柄9a，可借助快拧手柄9a方便地沿立杆调节高度。

防翻架9和基架1上设有检测防翻架9高度的位置开关6，输气管路4上设有供气电磁阀，位置开关6与输气管路4上的供气电磁阀电路连接。当防翻架9高度过大时，供气电磁阀关闭，输气管路4不会将压缩空气供给设备3提供的压缩空气送入冲击筒1。确保防翻架在处于安全位置时才能产生冲击动作。一般情况下，需保证砧块5在导向套7中的插入深度大于防翻架9底部与砧块5顶部的竖向距离。

此外，前述输气管路4上还设有调压阀、数显压力传感器和时间继电器等器件，从而对充入冲击筒内的压缩空气实现可重复的精密控制。

当然，上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。