多种多分量力校准装置的结构特点和校准介绍

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1、计量校准：www.cqstyq.com多分量力的测试与校准技术介绍秦海峰(中航工业北京长城计量测试技术研究所，北京100095)摘要:介绍了与多分量力测试和校准技术相关的基本概念以及发展现状，分析了多种多分量力传感器和多分量测力仪的基本原理和结构特点，同时介绍了目前多分量力测量仪器的校准工作中可参考执行的标准文件及其编写思路。文中还说明了多种多分量力校准装置的结构特点和应用情况。关键词:多分量力;多分量测力仪;多分量力传感器;多分量力测试技术;校准方法;校准装置中图分类号:TB935文献标识码:A文章编号:1674－5795(2015)03－0

2、014－05TheStructureDesignforMulti-ComponentLoadingCalibrationDeviceQINHaifeng(ChangchengInstituteofMetrology＆Measurement，Beijing100095，China)Abstract:TheArticleintroducestheconceptionanddevelopmentalstatusrelatedtomulti-componentforcetestingtechniqueandcalibrationmethod.Itals

3、oanalyzestheprincipleandstructuralcharacteristicsofmultiplemulti-componentforcetransducersandmulti-componentdynamome-ters，andintroducestheexecutablestandardsandtheideasaboutcalibrationofmulti-componentforcetestinginstruments.Inaddition，thearticleexplainsthestructuralcharacte

4、risticsandapplicationofmultiplemulti-componentforcecalibrationdevices.Keywords:multi-componentforce;multi-componentdynamometer;multi-componentforcetransducer;calibrationmethod;calibrationdevice0引言最大或最关注的力分量作为主分量。当选择垂向力Fz作为主分量时，三个力矩分量也可称为一个绕z轴多分量力测量仪器目前广泛应用于航空、航天及的扭矩Mz和两个分别绕x

5、轴与y轴的弯矩Mx车辆等的制造和测试领域。目前常见的应用有飞行器、与My。车辆等的整机、关键部件以及配套设备，如发动机、轮毂以及试验用假人等的受力状况测试及分析中。由于多分量力的测试能更真实地反映和更全面地分析实际受力状态，因此其应用也逐渐增多并愈来愈显现出了其重要性。1多分量力力是一个同时具有大小和方向的物理量，对空间任一力矢量，在择定的三维坐标系中最多可以被分解为六个分量，见图1，即三个力值分量Fz，Fx，Fy和图1力值矢量分解图三个力矩分量Mz，Mx，My。2多分量力测试技术六个力或力矩分量在特定的应用场合下，可能有不同的定义方式。通常我

6、们会把三个力值分量中量值多分量力测试技术是指用多分量力测量仪器对力矢量进行测试和解算的技术。在实际工程应用中，能收稿日期:2015－04－13同时测试两个及以上力或力矩分量的场合即可称为多作者简介:秦海峰(1975－)，女，高级工程师，硕士，从事力分量力测试。学计量与研究工作。多分量力测量仪器一般包括多分量力传感器或多计量校准：www.cqstyq.com计量校准：www.cqstyq.com分量测力仪是可用于同时感受多个分量力或力矩，并将感受到的力或力矩转变为电量信号的测量器具。由于设计思路和使用场合有所不同，多分量力测量仪器的分量情况和量程

7、范围也会有所不同，其结构形式也是多种多样的。多分量力传感器按照结构组成特点，也可分为单体式和组合式两种多分量力传感器。多分量力传感器与测量仪表配套使用组成多分量测力仪，或多个多分量力传感器与其它辅助构件以及数据采集处理系统配套使用形成更为复杂的多分量力测试系统，如图2所示。图3筒式弹性体的应变片周向布置图对于敏感元件为压电晶体的单体式多分量力传感器，其基本的结构设计一般是在传感器内部布置分别对不同方向的力敏感的多层压电晶体薄片，受力之后这些晶体薄片分别产生并输出对应于各分量的电荷信号。在压电晶体式多分量力传感器的生产过程中，敏感元件的切割工艺、

8、装配工艺以及布置方式等是保证图2多分量力测试系统组成结构图较高的测量准确度所需要满足的技术条件。图4是瑞2.1单体式多分量力传感器士KISTLEＲ公司