[发明专利]提供温度与压强环境的水下触觉力传感器阵列标定系统

说明书

技术领域

本发明涉及压力传感器标定系统技术领域，具体涉及提供温度与压强环境的水下触觉力传感器阵列标定系统。

背景技术

水下触觉力传感器是水下机械手等机械装置完成精细化作业的重要保证，是水下装置深海开发、深海探测等感知外界信息的重要装置。触觉力传感器一般使用扩散硅、应变片最为力敏感材料，其容易受到温度影响产生温度漂移，影响输出精度。由于深海复杂的环境，对触觉力传感器标定带来难度。温度随着水深度变化产生梯度式变化，压强也呈现线性的变化，给水下触觉力传感器的标定工作带了很大的挑战，目前还很少有水下触觉力传感器的相关报道。目前国内外对扩散硅、应变片式压力传感器的标定通常采用静态标定，但水下触觉力传感器工作于液态环境下受到水压强影响，在满足一定的水压环境又要保证标准的触觉力对触觉力传感器的给定，静态标定装置无法满足应用。

发明专利(专利号：CN 1021556022 B)公开了一种应力传感器标定系统，包括应力测试机、应力传感器及其二次仪表，所述应力测试机包括底座、杠杆支架、杠杆、砝码加载机构、上夹具和下夹具。该发明应力传感器标定系统，其应力测试机利用砝码施力，并通过砝码量值换算提供应力的标准参照值，由于应力测试机加载、卸载和保载都是通过调节砝码重量实现，砝码重量一旦确定，被测试件受力便恒定，因而力值测量精度高；同时此应力测试机的杠杆支点为轴承，承载能力强，上夹具与杠杆铰接连接、下夹具与底座铰接连接，可保证被测试件所受拉力或压力在同一直线上，从而可进一步保证所测力值的准确性，然而其结构复杂，没有考虑系统运动过程中带来的摩擦，没有考虑温度因素对传感器带来的影响，影响了其输出精度。

发明内容

为了克服上述现有产品的不足，本发明的目的在于提供温度与压强环境的水下触觉力传感器阵列标定系统，解决了温度因素对传感器带来的影响，输出精度高，具有智能化标定、可操作性强的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

提供温度与压强环境的水下触觉力传感器阵列标定系统，包括密封模拟压力罐3，在密封模拟压力罐3内部设置有压力加载系统与储水空间13，储水空间13位于压力加载系统下部；

所述的密封模拟压力罐3底部设置有压力测量传感器12，压力传感器12将得到的压力信号传递给工控机20，工控机20控制压力加载系统改变储水空间13中的水的压强；

所述的密封模拟压力罐3下部侧面分别设置有注水阀8与排水阀10，注水阀8与排水阀10通过塑料水管18与温度加载系统相连；

所述的密封模拟压力罐3底部内侧设置有的触觉力环境实现装置触觉力标定装置11，触觉力标定装置11将测得的信号传递给工控机20。

所述的压力加载系统包括伺服电机2，伺服电机2固定在密封模拟压力罐3内部的横梁1上，伺服电机2通过加变速装置4将输出转矩转变为直线型运动转矩形式输出，驱动压力活塞5作上下移动，完成对下方储水空间13中水的压缩，伺服电机2通过工控机20控制信号。

所述的温度加载系统包括调温恒温水箱17，调温恒温水箱17上安装有测定水温的控制板16与显示屏15，调温恒温水箱17内部有注水泵与排水泵，注水泵与排水泵分别通过塑料水管18与注水阀8和排水阀10相连。

所述的触觉力标定装置11包括触觉力传感器11-1与触觉力发生装置，触觉力传感器11-1固定在支架11-2上，支架11-2的底座固定在密封模拟压力罐3底部；触觉力发生装置包括小型机械臂11-5，小型机械臂11-5上设置有驱动电机11-6，驱动电机11-6通过控制小臂11-7的伸缩实现对触觉力传感器11-1的触碰；小臂11-7内部安装有标准力觉测量装置-弹簧测力计；小型机械臂11-5固定在一条平行导轨11-3上，由电机驱动实现直线运动，平行导轨11-3由导轨底座11-4支撑。

所述的11-1为可更换结构。

所述的触觉力传感器11-1为多个依次等间距设置在支架11-2上。

所述的储水空间13侧面设置有水位测量传感器6与温度测量传感器7。

所述的密封模拟压力罐3底部设置有控制电信号交换的水密连接器9，外部电源供电模块19通过水密连接器9与密封模拟压力罐3内部电缆相连。

本发明的有益效果：

本发明主要用在水下触觉力传感器的阵列标定系统，将力传感器的输出值由线性的信号转变为真实的力信号，模拟了深水环境下大水深、大水压环境，实现了触觉力的施加，具有智能化标定、可操作性强的特点。

附图说明