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基于正弦力加载的力传感器动态标定技术研究

作 者: 尹浩
导 师: 谢伟东
学 校: 浙江工业大学
专 业: 车辆工程
关键词: 力传感器 动态标定 正弦力 数据处理
分类号: TP212
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 21次
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内容摘要


随着科学技术的发展,汽车、航空航天、机器人、材料试验、等诸多工业与科研领域对动态力测量准确度的要求不断提高,因此对力传感器的动态力标定技术也提出了更高的要求。但是国内外迄今为止,对力传感器的标定大部分局限于静态标定,对力传感器的动态标定应用极少,特别是在民用工业领域,往往仅限于“静标动用”,即将静态标定时的结果直接带入动态测试系统中使用。其结果是,在静态标定中精度很高的力传感器,在测量动态力时往往会出现一定误差,进而影响整个系统的测量精度,因此研究力传感器的动态标定系统显得十分必要。本文在详细分析国内外研究现状的基础上,提出了基于正弦力惯性加载和正弦力直接加载的力传感器动态标定方法,设计了标定装置、数据采集系统和数据处理系统。完成了相关实验,达到了预期成果。有望为我国相关领域提供一种先进、实用的力传感器动态标定方案。本文主要完成的工作有以下几个方面:1.分析了力传感器动态标定国内外研究现状。2.研究了基于正弦力惯性加载和正弦力直接加载的力传感器动态标定方法,设计了实验装置。3.设计了动态标定实验用数据采集系统,实现了数据的实时采集与显示。4.设计了动态标定实验用数据处理系统,完成了力传感器稳态特性的求解,包括动态灵敏度的精确求解以及相位差的求解。5.进行了基于正弦力惯性加载和正弦力直接加载的力传感器动态标定系统的实验装置搭建、调试。6.进行了基于正弦力惯性加载的力传感器动态标定实验,并分析了实验结果。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章 绪论  9-19
  1.1 引言  9-10
  1.2 力传感器动态标定研究现状  10-17
    1.2.1 国外研究现状  10-14
    1.2.2 国内研究现状  14-17
  1.3 本课题的研究意义及主要内容  17-18
  1.4 本章小结  18-19
第2章 力传感器动态标定方法研究与系统搭建  19-41
  2.1 力传感器动态标定实验方法的选择  19-20
  2.2 正弦力惯性加载式动态标定原理及装置  20-24
    2.2.1 标定装置及原理  20-24
    2.2.2 正弦力加载精度分析  24
  2.3 正弦力惯性加载式动态标定数据采集系统  24-31
    2.3.1 数据采集原理  25-27
    2.3.2 数据采集设备  27-29
    2.3.3 数据采集程序  29-31
  2.4 正弦力直接加载式动态标定原理及装置  31-39
    2.4.1 标定装置及原理  31-34
    2.4.2 正弦力加载精度分析  34-35
    2.4.3 驱动电机计算与选型  35-39
  2.5 正弦力直接加载式动态标定数据采集系统  39-40
    2.5.1 数据采集设备  39
    2.5.2 数据采集程序  39-40
  2.6 本章小结  40-41
第3章 惯性加载式动态标定实验与数据处理系统设计  41-63
  3.1 惯性加载式动态标定实验内容  41-44
    3.1.1 负载质量块称重  41-42
    3.1.2 静态测试  42-43
    3.1.3 动态标定实验  43-44
  3.2 力传感器静态标定数据处理程序设计  44-48
    3.2.1. LabVIEW数据导入程序  44
    3.2.2. 力传感器零点偏移与静态灵敏度计算程序  44-48
  3.3 惯性加载式动态标定数据处理程序设计  48-58
    3.3.1. 预处理程序  48-50
    3.3.2. 正弦信号幅值、相位计算程序  50-56
    3.3.3. 惯性加载式动态标定程序  56-58
  3.4 惯性加载式动态标定实验结果  58-59
  3.5 惯性加载式动态标定振动分析  59-60
  3.6 惯性加载式动态标定系统误差分析  60-61
  3.7 本章小结  61-63
第4章 直接加载式动态标定数据处理系统设计与仿真  63-73
  4.1 输出信号的模拟  63-65
    4.1.1 力传感器输出信号的模拟  63-64
    4.1.2 转速传感器输出信号的模拟  64-65
  4.2 数据预处理程序  65-67
    4.2.1 滤波程序  65-66
    4.2.2 截断程序  66
    4.2.3 实际标定频率计算程序  66-67
  4.3 正弦激励信号提取程序  67-70
  4.4 直接加载式动态标定数据处理程序  70-72
  4.5 本章小结  72-73
第5章 结论与展望  73-75
  5.1 结论  73
  5.2 展望  73-75
参考文献  75-77
致谢  77-79
攻读学位期间参加的科研项目和成果  79

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器(变换器)、传感器
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