筒型测力传感器轴向力测量动态标定方法研究

发布时间：2017-08-27 14:13

  本文关键词：筒型测力传感器轴向力测量动态标定方法研究

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【摘要】：随着现代工业快速发展,泵类产品广泛应用于工业、生活等领域,其中水泵的应用最为广泛。在实际应用中,水泵泵轴性能是水泵平稳运行的重要影响因素。水泵属于流体机械结构,在运行过程中叶轮结构前后的液体压力差会使其在泵轴上产生轴向推力,当这个推力过大会使轴向推力轴承受力过大,超出其承受范围,影响水泵的使用寿命。因此,对水泵轴向力的测量对于水泵安全运行具有重要意义。测量水泵泵轴轴向力之前,需要对力传感器进行标定。由于水泵轴向力属于动态力信号,需要在静态标定的基础上做传感器的动态标定,以确定传感器的动态灵敏度等性能指标。本文对水泵轴向力产生原因以及筒型测力传感器测力原理做了详细的分析,根据传感器动态标定的技术发展和现有力传感器的标定方法以及实际水泵受力情况得知,筒型测力传感器的所测量的力值的范围为0~20000N,所测轴向力为动态信号。而静态标定不能反应器对动态信号的测量性能,在分析力传感器的动态性能指标的基础上,选取阶跃响应法对筒型测力传感器做动态标定。在动态标定系统中,动态力发生装置是核心部分。考虑到传感器量程和各种动态力信号的特点,最终设计杠杆式阶跃力发生装置对传感器加载动态力信号,并用动态应变仪IOTech公司的6224仪器测量显示应变电桥的输出电压,并转换成应变值显示。通过MATLAB软件对采集数据建立参数模型和非参数模型,分析传感器的阶跃响应。求取上升时间、过冲量、动态灵敏度等性能指标来分析筒型测力传感器的动态特性,达到标定传感器的目的。筒型测力传感器的动态标定结果反映了传感器对于动态信号的反应能力,其中动态灵敏度对于传感器的测量提供了标准,经测试,传感器的动态灵敏度误差满足国家标准中的普通级别压力传感器,满足力传感器的测量标准。并且动态标定能够发现静态标定中未发现的问题,从而提高传感器测量的准确度。
【关键词】：筒型测力传感器 轴向力 动态标定 阶跃响应 动态力发生装置
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 引言9
• 1.2 研究目的及意义9-10
• 1.3 国内外研究现状10-15
• 1.3.1 国外研究现状10-13
• 1.3.2 国内研究现状13-15
• 1.4 论文主要工作15-16
• 第2章 筒型测力传感器轴向力测量原理分析16-22
• 2.1 水泵轴向力的产生原因16-17
• 2.2 力传感器测力原理分析17-19
• 2.2.1 弹性元件测力原理17-18
• 2.2.2 筒型弹性元件结构分析18-19
• 2.3 筒型测力传感器安装位置19-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 筒型测力传感器动态标定方法分析22-36
• 3.1 力传感器的动态特性22-28
• 3.1.1 力传感器的动态响应22-27
• 3.1.2 力传感器动态性能指标27-28
• 3.2 力传感器动态标定方法28-31
• 3.2.1 脉冲响应法28-29
• 3.2.2 阶跃响应法29-30
• 3.2.3 频率响应法30-31
• 3.3 动态标定与静态标定的区别31-34
• 3.3.1 力传感器的静态特性31-32
• 3.3.2 静态、动态标定装置对比32-33
• 3.3.3 静态、动态标定精度对比33
• 3.3.4 动态标定必要性33-34
• 3.4 筒型测力传感器动态标定方法的选择34
• 3.5 筒型测力传感器动态标定系统34-35
• 3.6 本章小结35-36
• 第4章 筒型测力传感器动态标定实验36-49
• 4.1 阶跃响应法标定原理36-37
• 4.2 动态标定装置设计37-40
• 4.2.1 杠杆式力发生装置37-39
• 4.2.2 拉力试验机结构39-40
• 4.3 数据采集系统40-42
• 4.4 动态标定实验42-48
• 4.4.1 标定实验装置搭建42-43
• 4.4.2 标定实验步骤43-44
• 4.4.3 标准力测量数据44-45
• 4.4.4 阶跃响应动态标定结果45-48
• 4.6 本章小结48-49
• 第5章 筒型测力传感器动态性能指标分析49-58
• 5.1 传感器阶跃响应时域分析49-56
• 5.1.1 图解分析法49-50
• 5.1.2 数据预处理50-55
• 5.1.3 时域性能指标分析55-56
• 5.2 动态标定结果分析56
• 5.3 干扰分析56-57
• 5.4 实验改进措施57
• 5.5 本章小结57-58
• 第6章 结论58-60
• 参考文献60-62
• 附录Ａ 筒型测力传感器的动态标定数据62-63
• 在学研究成果63-64
• 致谢64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：745727