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一種應(yīng)變傳感儀器的校準(zhǔn)裝置

      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(jì)量標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)變測(cè)量的分辨力約0.1%。2011年張勇等人設(shè)計(jì)了一套振弦應(yīng)變傳感器校準(zhǔn)裝置,最大標(biāo)距300mm,測(cè)量分辨力2m,光柵尺作為變形量的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),分析測(cè)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(jì)標(biāo)定儀,用百分表作為變形量的計(jì)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(duì)應(yīng)變計(jì)的精度要求越來(lái)越高。例如,2015年HuangW等人研制的應(yīng)變計(jì)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(lái)越高的應(yīng)變計(jì)存在儀器校準(zhǔn)難的問(wèn)題,針對(duì)高精度應(yīng)變儀器校準(zhǔn)需求,我們采用激光干涉法測(cè)量應(yīng)變計(jì)的長(zhǎng)度變化量,設(shè)計(jì)了基于激光干涉法的儀器校準(zhǔn)裝置,見(jiàn)圖1。

 儀器校準(zhǔn)裝置測(cè)量系統(tǒng)

      該裝置主要由精密直線(xiàn)導(dǎo)軌、測(cè)量系統(tǒng)、移動(dòng)滑臺(tái)、固定平臺(tái)、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(shí),應(yīng)變傳感器的兩端分別安裝移動(dòng)滑臺(tái)和固定平臺(tái)上,移動(dòng)滑臺(tái)在絲杠的帶動(dòng)下,產(chǎn)生微小位移,位移量可通過(guò)激光干涉儀測(cè)出。測(cè)量時(shí),光軸與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)方向一致,使應(yīng)變計(jì)的測(cè)量線(xiàn)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(jì)變化量的測(cè)量?jī)x器,其測(cè)量分辨力達(dá)到1nm,測(cè)量不確定度為U=110-6L(k=2),L為示值。
       
      儀器校準(zhǔn)裝置可滿(mǎn)足多種標(biāo)距應(yīng)變計(jì)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(dòng)移動(dòng)滑臺(tái)運(yùn)動(dòng),提高了儀器校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性和儀器校準(zhǔn)速度,通過(guò)軟件控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)儀器校準(zhǔn)過(guò)程的自動(dòng)化。移動(dòng)滑臺(tái)工作面呈長(zhǎng)方形,有效減小運(yùn)動(dòng)過(guò)程中擺動(dòng)或俯仰的影響??稍谝粋€(gè)行程內(nèi)中完成應(yīng)變計(jì)拉伸和壓縮試驗(yàn)。

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