[发明专利]一种适用于压电动态力传感器灵敏度标定的高量程静动力加载机构

摘要

本发明公开了一种适用于压电动态力传感器灵敏度标定的高量程静动力加载机构，包括静力加载系统、动力加载系统、二层框架平台、钢绞线、锁具、静力传感器及其显示器、压电动态力传感器及其信号采集系统，静力加载系统由油压推力作用筒及其调节控制系统、静载横梁、静载支撑、销钉及耳片组成；动力加载系统由动载横梁、动载支撑、电磁释放钩、螺杆、地锚、销钉、耳片、U形扣、螺杆及螺母组成。本发明在进行静动力加载时利用了杠杆原理，大大增加了载荷的量程，加载机构能在提供1800kN静载基础上提供500kN的动载，可用于高应力环境中(如矿山、边坡工程中)进行动载监测的传感器的灵敏度标定。

主权项

1.一种适用于压电动态力传感器灵敏度标定的高量程静动力加载机构，所述的加载机构包括一套静力加载系统和一套动力加载系统，静力加载系统可使压电动态力传感器处于较高的预应力下，动力加载系统可给压电动态力传感器施加阶跃动载，其特征在于：静力加载系统包括静载横梁(1)、油压推力作用筒(2)、调节控制系统(17)、第一耳片(3)、静载支撑(4)、第二耳片(5)、第一锁具(7)、第三耳片(8)、第一销钉(9)、第二销钉(10)及第三销钉(11)；动力加载系统包括动载支撑(19)，第四耳片(20)、第五销钉(21)、第四销钉(22)、动载横梁(23)、第一U形扣(24)、电磁释放钩(25)、第二U形扣(26)、螺杆(27)、地锚(28)、螺母(29)及电磁释放钩控制器(30)；其中，静力加载时，静载横梁(1)与连接油压推力作用筒(2)的第一耳片(3)、连接静载支撑(4)的第二耳片(5)及连接于六根钢绞线(6)上端的第一锁具(7)的第三耳片(8)分别通过第一销钉(9)、第二销钉(10)及第三销钉(11)进行连接，形成了三个铰；油压推力作用筒(2)的底端和静载支撑(4)的底端都固定在二层框架平台(12)的上层上表面上，钢绞线(6)上端被第一锁具(7)锁死，中间通过框架平台(12)上层，下端被第二锁具(13)锁死，第二锁具(13)上端连接压电动态力传感器(14)及静力传感器(15)，静力传感器(15)上端顶住框架平台(12)上层的下表面，通过拉伸机(16)可对钢绞线(6)进行预紧，预紧后钢绞线(6)与第一锁具(7)和第二锁具(13)处于“卡死”状态，通过调节控制系统(17)，可以使油压推力作用筒(2)产生向上的推力，通过监测静力传感器显示器(18)的读数，可以使系统达到并保持在预应力设计值，此时静力加载完成；静力加载完成后要进行动力加载，动力加载的第一步是施加二次静载，第二步是将二次静载快速释放，形成阶跃动载，具体来讲，上端与框架平台(12)的上层下表面固连的动载支撑(19)下端存在一个孔，与第二锁具(13)连接的第四耳片(20)下端也存在一个孔，可以利用第五销钉(21)和第四销钉(22)与同样位置存在两个孔的动载横梁(23)进行连接，形成两个铰，在动载横梁(23)的右端，利用第一U形扣(24)使动载横梁(23)与电磁释放钩(25)连接，电磁释放钩(25)再通过第二U形扣(26)与螺杆(27)相连，螺杆(27)穿过固定于二层框架平台(12)下层上表面的地锚(28)与螺母(29)连接，拧动螺母(29)可以使螺杆(27)向下移动，进而通过电磁释放钩(25)、动载横梁(23)及第四耳片(20)向下拉伸第二锁具(13)形成二次静载，通过监测静力传感器显示器(18)读数可控制二次静载达到设计值，调节电磁释放钩控制器(30)将二次静载快速释放，其幅值成为了压电动态力传感器(14)受到的阶跃动载，通过信号采集系统(31)可以获得压电动态力传感器(14)对于此阶跃动载的电压响应时域信号，电压信号的峰值与阶跃动载的幅值之比即为压电动态力传感器灵敏度的标定结果。