基于落锤装置的力监测压力绝对校准方法研究

在详细探讨了利用落锤装置进行压力校准的多种途径的基础上,针对力监测压力方法中存在的传感器力值测量精度易受预紧力和惯性力影响的问题,提出了一种改进方法,即在落锤装置原有锤头结构的基础上自行研制了高精度的应变式力传感器,推导了通过自研力传感器监测造压油缸内压力的惯性力修正模型,并总结了模型进一步简化所需满足的前提条件。在此基础上分别对传统和自研力传感器开展了多组校准试验,试验结果表明,采用过渡件和螺栓固定等传统安装方式会对力传感器产生附加预紧力和惯性力两方面的不良影响,造成传感器在测量锤头和活塞杆之间的撞击力时产生很大的测试误差;自研力传感器在满足重锤质量远大于活塞杆质量并保证撞击对中精度的前提下,能够直接根据传感器测得的力值和活塞杆横截面积计算出缸内的压力,和现有的比对式准静态校准方法相比,其高压段压力监测精度优于1%,可作为一种有效的压力校准方法。

基于落锤装置的体积弹性模量测定方法

体积弹性模量是液压工作系统中传压介质一个重要的物理参数,为求解超高压状态下液压介质体积弹性模量随压力的变化,论证了超高压状态下液压介质采用常量体积弹性模量的不适用性,构建了体积弹性模量修正方法,提出了一套用落锤液压发生装置测定液压介质体积弹性模量与体积相对压缩量之间关系的试验方案并通过了试验验证。验证结果表明,体积弹性模量修正后,压力预测准确度在2.0%以内,在压力外推2.5%的范围内,预报准确度在3.5%以内。测量结果可满足工程应用的要求,对于在超高压状态下或一些特定场合提高压力测量的精度具有工程指导意义。

基于GA-BP神经网络的落锤液压动标装置准静态校准模型

在对测量冲击波用压电式压力传感器进行准静态校准时,通常采用落锤液压动标装置。为快速准确地调节落锤装置的工作参数,以产生所需的校准压力,该文利用一种基于遗传算法(GA)的反向传播(BP)神经网络建立了落锤液压动标装置的工作参数与所产生的压力峰值和压力脉宽之间的数学模型。测试结果表明,基于GA-BP神经网络算法求取的落锤装置准静态校准模型具有较高的拟合精度,其压力峰值误差不超过2%,压力脉宽误差小于1%,证明该研究结果具有工程应用价值。

基于落锤动标装置的传感器准静态绝对校准方法

该文介绍落锤动标装置的工作原理及其功能 ,阐明了传感器准静态绝对校准的定义、方法 ,按照传感器的压力量程 ,分别设计了相关模型段的重锤 -油缸组件 ,根据大量实验数据 ,建立各压力段的绝对校准模型 ,并且通过实验验证模型的可行性。

基于PLC的落锤标定装置自动控制系统

针对传统手动的落锤标定装置操作复杂、精度低和安全性不高的问题,设计了自动控制系统。采用PLC-步进电机-光栅尺闭环控制的方法,实现落高精确定位。设计了以无杆汽缸为执行机构的气动系统,控制重锤提升、下降和反弹重锤的防二次撞击。系统以西门子PLC和触摸屏作为控制核心与人机交互工具,编制了专用的控制和组态软件,实现了实时显示重锤落高、下落速度与落高精确定位及自动试验等功能,满足操作简便、精度高、安全的试验要求。

基于落锤液压动标装置的铜球准动态校准的经验模型

该文介绍了利用落锤液压动标装置实现准动态校准的方法 ,用 980 4批铜球准动态校准的数据 ,通过量纲分析和回归分析 ,建立了铜球准动态校准的经验模型。该方法避开了缺乏高压下液压油的准确物性数据的困难 ,所得公式物理意义明确 ,可用来预报压力脉冲的峰值和脉宽之大小。文中用不同批次铜球准动态校准的计算结果与实测值进行了比较 ,证明了该模型之可靠性及实用性。

落锤式冲击加速度标准装置的研究与建立

阐述了基于落锤式冲击加速度标准装置的结构及试验原理，基于相应的数字化仪硬件，结合虚拟仪器技术，按照ISO16063--22冲击比较法校准标准的要求设计了相应的校准软件，实现了加速度计冲击比较法校准。并且与基于Hopkinson杆的冲击激励系统产生的冲击波形进行了比较分析，通过试验数据验证了该冲击加速度标准装置的可靠性，同时对振动与冲击2种校准方式进行了比较并说明了校准结果差异的原因。

基于落锤动标装置信号采集电路的设计

本文根据落锤动态标定装置的工作原理,提出了一种改进标定方法,依据此标定方法的需要设计了一套对多路瞬态信号采集的硬件控制电路。信号采集电路主要由硬件电路控制信号的转换,信号转换速度不受MCU工作速度的限制,工作中信号采集的速度和采集的数据点数都可以通过MCU进行设置,本硬件控制电路主要基于CPLD来实现。

落锤式压力标准装置试验方法研究

基于落锤系统的二次开发,关注于脉冲活塞系统数学建模方法、数采系统建模、模态试验以及基于比较法的动态压力校准方法。脉冲压力是落锤碰撞活塞后,挤压流体介质产生。先建立脉冲活塞系统数学模型;然后,用NI软硬件,开发多通道、同步、高速动态压力数据采集系统;对碰撞零部件采用模态试验方法,BK软硬件平台采集落锤和活塞的加速度频域曲线,有限元法数字仿真得到振动频率及相应振型,两者数据相互吻合,同时为改进机构提供技术支持;采用比较法,对被检传感器进行校准,并对被检传感器的不确定度进行评定。

基于PLC高速计数器的重锤落速测量方法研究

落锤装置可用于传感器系统的准静态校准、塑性测压器具的准动态标定、材料冲击性能测试以及发射药、炸药等爆炸材料的撞击感度测试等.在实验过程中,重锤由于摩擦阻力等影响可能无法正常下落,因而导致实验结果异常.本文简要介绍了落锤装置,基于PLC控制系统,针对重锤下落速度测量的特殊性,采用定距测时法,控制高速计数器发出时间间隔为0.01ms的高速脉冲,将重锤上的凸台经过测速环时产生的上升沿信号作为中断触发信号,通过记录两个凸台经过测速环时发出的高速脉冲个数可得到时间间隔,从而实现落速的测量,证明了该方法可解决因PLC扫描周期引起的测速结果不准确或无法测速等问题.

B炸药装药发射安全性落锤模拟加载实验研究

为了了解影响B炸药装药发射安全性的主要因素,利用大落锤模拟加载装置,采用"上下法"模拟榴弹发射时炸药装药所受的主要应力特性,对不同装药条件进行了模拟实验研究。实验结果表明,影响B炸药装药发射安全性的主要因素是其装药质量,对B炸药装药质量进行有效控制,可保证B炸药装填大口径榴弹的发射安全性。

落锤模态分析及碰撞姿态测试方法研究

结合落锤式动态力标准装置的研制,对主要构件进行模态分析,探讨碰撞过程中落锤的姿态测试原理和方法。首先,介绍落锤式动态力标准装置的工作原理、机构组成和控制原理;针对加速度的测量,分析非接触式激光测振仪的绝对测量法和加速度传感器的比较测量法;推导碰撞过程的加速度方程,用有限元法对落锤和架体进行数值仿真,结合模态振型有针对性进行加固和改进;搭建落锤碰撞姿态测试系统,通过试验数据分析对标准装置进行改进,满足设计技术要求。

落锤液压动态标定的误差分析

介绍了落锤液压动标装置的工作原理,分析了铜球测压器动态标定方法。并定性地分析了误差来源及能量损失。

基于力传感器的压力电测系统准静态校准方法研究

针对现有基于落锤装置的比对式准静态压力校准方法中存在的问题,提出了一种通过力传感器来校准压力电测系统的方法。阐述了力监测压力校准方法的原理,介绍了专用力传感器的设计思路,推导了力和压力的理论模型,在此基础上开展了多组校准试验,通过最小二乘法得出了力和压力的线性关系数学模型,并通过多组重复性试验对模型的稳定性进行了考核。试验结果表明,力峰值和压力峰值之间存在良好的线性关系,而且模型的稳定性较高,与现有的比对式准静态校准方法测得的压力峰值相比,模型的计算误差不超过0.95%,该方法可作为一种有效的压力校准方法。

隧道内脉冲激励下地层振动传递特性研究

目前,对于地铁运营引起的振动在地层中的传递特性一直未有系统深入的研究。利用自动落锤激励装置锤击轨道减振与控制实验室10 m埋深隧道内轨道,研究了0～200 Hz频段振动加速度在地层中的传播衰减特性。试验结果表明:①隧道结构-地面振动加速度峰值衰减率达到81.25%,地层对振动有很强的衰减作用。②除了30 Hz附近频段传递函数幅值大于1,隧道结构到地面振动响应传递函数幅值普遍小于0.4。③隧道结构-地面1/3倍频程加速度级传递损失曲线呈V形分布,传递损失在30 Hz附近最小,且为负值,此频段振动加速度能量从隧道传递到地面有放大现象。

冲击波测量用压力传感器准静态校准方法

阐明了冲击波测量的意义 ,介绍了目前用于冲击波测量的方法 ,分析了这类方法存在的问题 ,为提高冲击波的测量精度 ,针对存在的问题 。

炸药装药工艺对发射安全性的影响

利用大落锤撞击模拟加载装置,对铸装和压装两种装药条件下的B炸药进行了模拟火炮膛内发射主要加载应力试验,结果表明,在装药其它条件相同的情况下,压装药相对钝感,其发射安全性略优于铸装药。

量纲分析在传感器绝对校准建模中的应用

介绍了落锤液压动标装置的工作原理及基于该装置传感器绝对校准的意义 .根据落锤液压动标装置的拟线性模型 ,分析了影响绝对校准精度的因素 .通过量纲分析获得了各影响参量的无量纲关系式 ,由实验数据建立了某系统中 2 0 0～ 60 0 MPa段的绝对校准模型 。

基于10m埋深隧道脉冲试验的地表振动衰减实测与数值模拟拓展研究

在某轨道减振与振动控制地下实验室10m埋深隧道内进行脉冲锤击试验,得到地表振动响应随水平距离的衰减规律,并建立"轨道-隧道-地层"耦合三维有限元数值模型,研究不同隧道埋深地表振动衰减规律。实测和数值模拟结果表明:地表20m区域内振动响应衰减较20m以外迅速;隧道埋深越浅,振源正上方地表振动越大;在地表20m范围内,隧道埋深越浅,地表加速度级衰减越迅速;地表振动加速度峰值包络线呈波浪型衰减,2030m区域为垂向振动加速度第二峰值带;地表振动能量集中在30100Hz频段。

准静态冲击波压力测量系统校准技术研究

冲击波压力测量常采用的压电式ICP传感器及高阻输出型冲击波压力传感器低频特性较差,不适宜采用静态校准,针对该问题提出了基于"比对式"的准静态校准方法。介绍了准静态"比对式"校准原理,分析了压力脉宽的选取依据,组建了标准压力监测系统,提出了精度要求,探讨了基于"比对式"准静态校准的冲击波压力测量系统的量传途径。利用落锤液压标定装置,对典型冲击波压力传感器进行准静态校准实验,获得了该传感系统的灵敏度、线性度及重复性。