[发明专利]一种正阶跃力发生器

说明书

本发明公开的一种正阶跃力信号发生器，涉及一种力值快速变化的正阶跃力激励源，属于试验技术领域。本发明包括第一压力室、膜片、第二压力室、活塞板、挡板、安装支座、被校力传感器。本发明为细长管结构，左部为第一压力室，右部为第二压力室；第一压力室和第二压力室之间用膜片隔开；第二压力室的右侧安装一可移动活塞板，活塞板后端安装一挡板；活塞板上安装被校力传感器，被校力传感器用安装支座将力传感器和活塞板之间刚性连接。本发明能够产生较大幅值阶跃力值变化，阶跃力值上升沿更快，能够更好的激励出力传感器的高阶特性；并且本发明采用的压力介质为气体，有效避免液体介质泄露、长时间变质以及需要单独提供液压源等不方便之处。

技术领域

本发明涉及一种正阶跃力发生器，特别涉及一种力值快速变化的正阶跃力值激励源，属于试验技术领域。

背景技术

随着科学技术的不断发展，需要进行动态测试的领域不断增加，目前阶跃类力发生器是应用最广的压力发生器之一，阶跃类压力发生器在实验中可使传感器激振起来，从而得到力传感器的时域指标和频响特性。目前国内阶跃力信号发生器相关技术并不成熟，大部分产品的阶跃力上升沿难以满足目前传感器的校准需求，对于大多数动态力校准来说，力值信号的上升沿不够则不能将动态力传感器的高阶特性激振起来，并且难以得到传感器的上升时间、谐振频率和过冲量等参数。

发明内容

本发明的目的是提供一种正阶跃力信号发生器，该发生器能够提供快速变化的正阶跃力激励源，产生较大幅值阶跃力值变化。本发明的阶跃力值上升沿更快，能够更好的激励出力传感器的高阶特性；并且本发明采用的压力介质为气体，有效避免液体介质泄露、长时间变质以及需要单独提供液压源等不方便之处。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明公开的一种正阶跃力信号发生器，包括第一压力室、膜片、第二压力室、活塞板、挡板、安装支座、被校力传感器。

所述一种正阶跃力信号发生器为细长管结构，左部为第一压力室，右部为第二压力室；第一压力室和第二压力室之间用膜片隔开；第二压力室的右侧安装一可移动活塞板，活塞板后端安装一挡板，防止活塞在受到阶跃力时飞出；活塞板上安装被校力传感器，被校力传感器用安装支座将力传感器和活塞板之间刚性连接。

本发明公开的一种正阶跃力信号发生器的工作方法为：进行正阶跃力试验时，首先把第一压力室和第二压力室中的气体排空，将被校力传感器安装在活塞板上，被校力传感器、活塞板和安装支座之间刚性连接，并且给被校力传感器施加预紧力，保证被校力传感器的安装不是悬空的状态，然后在第一压力室和第二压力室之间安装膜片，通过膜片将第一压力室和第二压力室隔开，之后在第一压力室中充入气体，当第一压力室和第二压力室中的压力差达到膜片的承受极限时，膜片破裂，第一压力室中的气体快速流入第二压力室中，安装在活塞板上的被校力传感器感受到一个正阶跃力值的变化，即实现正阶跃力信号发生。

作为优选，通过被校力传感器的输出，能够分析得到力传感器的特征指标，所述特征指标包括上升时间、过冲量、建立时间和谐振频率。

作为优选，力幅值大小根据活塞板的面积以及压力值来调整，保证在量程范围内实现无极调节。

作为优选，介质采用的压缩空气，储存、运输方便，做完试验后的空气可直接排入大气之中，对环境无污染，处理方便；采用空气也不用担心长时间使用介质变质、对管路的腐蚀性以及补充更换等问题；并且气动反应快，动作迅速，维护简单，管路不易阻塞。

有益效果：

1、本发明公开的一种正阶跃力信号发生器，能够产生一个快速的正阶跃力值，力幅值大小可以根据活塞板的面积以及压力值来调整，可以保证在量程范围内实现无极调节；装置产生的力值信号上升沿比目前现有的阶跃力发生装置快很多，并且平台时间可达20ms左右，和现有的负阶跃力实验装置相比，本发明能够实现快速正阶跃力信号。