[发明专利]负阶跃力发生系统、推力测量动态特性标定装置及方法

权利要求书

1.一种负阶跃力发生系统，其特征在于：包括电源模块、电容器模块及遥控模块；

所述电源模块包括电源及电源指示电路；所述电容器模块包括电容器充电电路、放电电路及熔断电路；

电源输出端分别与电源指示电路及电容器充电电路的输入端连接；

所述电源指示电路包括依次串联的第一电阻(R1)及第二发光二极管(D2)，所述电源输出端与第一电阻(R1)的输入端连接，第二发光二极管(D2)的输出端接地；

所述电容器充电电路包括充电开关(S1)及与充电开关串联的充电并联电路；

所述充电并联电路包括相互并联的充电指示电路及充电电路；

所述充电指示电路包括依次串联的第三二极管(D3)、第三电阻(R3)及第四发光二极管(D4)，所述第三二极管(D3)的输入端与充电开关(S1)的输出端连接，第四发光二极管(D4)的输出端接地；

所述充电电路包括依次串联的第一二极管(D1)、第四电阻(R4)及并联电容组，所述第一二极管(D1)的输入端与充电开关(S1)的输出端连接，并联电容组的低压端接地；

所述放电电路的输入端连接在并联电容组的高压端，所述放电电路包括相互并联的放电指示电路及放电开关控制电路；所述放电指示电路包括依次串联的第五二极管(D5)、第六发光二极管(D6)及第五电阻(R5)，所述放电指示电路还包括第六电阻(R6)与第七电阻(R7)，所述第六电阻(R6)与第七电阻(R7)的一端均与第五电阻(R5)的输出端连接，所述第六电阻(R6)的另一端与电源的输出端连接，所述第七电阻(R7)的另一端接地；所述放电开关控制电路包括依次串联的放电开关(S3)及第八电阻(R8)，第八电阻(R8)的输出端接地；

所述熔断电路与放电开关控制电路并联，包括依次串联的第七二极管(D7)及晶闸管(Q1)，所述第七二极管(D7)的输出端与晶闸管(Q1)的阳极连接，所述晶闸管(Q1)的阴极接一个回线接线柱，另一个回线接线柱接地；所述晶闸管(Q1)的控制端通过第二电阻(R2)及触发开关(S2)与电源的输出端连接；

所述遥控模块用于控制充电开关(S1)、放电开关(S3)及触发开关(S2)的开闭。

2.根据权利要求1所述的负阶跃力发生系统，其特征在于：熔断电路中的第七二极管(D7)两端设有信号输出端，用于测量熔断时刻电压信号。

3.一种推力测量动态特性的标定装置，其特征在于：包括权利要求1-2任一所述的负阶跃力发生系统、两段熔断导线、测力系统、信号采集单元及数据处理单元；

所述测力系统包括传感器固定装置、与待测传感器连接的电子放大器及通过回线加载在传感器上的力源；

两段熔断导线的一端分别固定在回线接线柱上，两段熔断导线的另一端与回线接触；

电子放大器的输出端及负阶跃力发生系统的信号输出端均与信号采集单元连接；

信号采集单元的输出端与数据处理单元连接。

4.根据权利要求3所述的推力测量动态特性的标定装置，其特征在于：还包括熔断导线固定装置，所述熔断导线固定装置包括支撑部及固定部，所述固定部能够沿支撑部实现上下左右移动，所述固定部上设有固定熔断导线的夹具。

5.根据权利要求4所述的推力测量动态特性的标定装置，其特征在于：还包括力传递机构，所述力传递机构包括固定座、支撑杆及定滑轮，所述支撑杆的一端固定在固定座上，支撑杆的另一端固定定滑轮，支撑杆与水平面有一定夹角。

6.根据权利要求5所述的推力测量动态特性的标定装置，其特征在于：所述力源为标准砝码或者是经测量的相应质量的物体。

7.根据权利要求6所述的推力测量动态特性的标定装置，其特征在于：所述信号采集单元采用NI的数据采集卡。

8.一种利用权利要求3-7任一所述的推力测量动态特性的标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将被测传感器固定在传感器固定装置上，将力源通过回线加载在被测传感器上，将熔断导线的一端固定在回线接线柱上，另一端与回线接触；

步骤二：根据被测传感器的参数设置信号采集单元及数据处理单元相关参数；

步骤三：给负阶跃力发生系统的电源供电；

步骤四：闭合负阶跃力发生系统的充电开关，给电容充电，当电容的电压超过12V，第四发光二极管(D4)逐渐变亮，持续充电45-60秒，电容充电完成；

步骤五：充电完成后，断开充电开关；

步骤六：闭合放电开关及触发开关，将回线熔断；

步骤七：熔断完成后，断开触发开关，使电容放电，当第六发光二极管(D6)熄灭时，电容放电完成；

步骤八：更换不同的力源，重复步骤一至步骤七，信号采集单元采集相应的电压信号，经数据处理单元得到被测对象的动态特性。