土工模型试验用压力传感器多路气压标定装置及标定方法
【专利摘要】本发明公开了一种土工模型试验用压力传感器多路气压标定装置，传感器标定箱内装有土壤，传感器标定箱包括用于对土壤施加向上压力的土壤加压装置和用于安装压力传感器且设于土壤上方的传感器安装装置，压力传感器安装于传感器安装装置上且感压面向下，压力传感器与压力采集器端连接。本发明还公开了一种土工模型试验用压力传感器多路气压标定方法，通过在压力传感器的下方设置土壤，土壤能向上加压，压力传感器的感压面向下并与土壤接触，压力传感器的感应信号输出到压力采集器显示出来。本发明通过用土壤与压力传感器的感压面接触并对土壤加压实现标定，更加接近于真实的模拟压力传感器的实际使用环境，提高了压力传感器标定的可信度和标定效率。
【专利说明】土工模型试验用压力传感器多路气压标定装置及标定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种压力传感器的标定装置及标定方法，尤其涉及一种土工模型试验用压力传感器多路气压标定装置及标定方法。
【背景技术】
[0002]在土工离心模型试验中，通常需要利用土工压力传感器对模型在离心力作用下的各种参数进行监测，然而该类土工压力传感器由于尺寸较小，通常都为扁平式结构，现有的压力传感器标定方式无法对该类传感器进行标定，因此在该类传感器研制和使用过程中，急需根据该传感器的特点设计一套专用的标定装置。
[0003]如果采用传统的油压或者气压的标定装置和方法，则与土工模型试验的实际使用环境存在一定的差异，标定的可信度不高；同时传统的标定方法，通常都是单只传感器进行标定，标定效率低，在进行批量标定时，标定周期长，并且传感器标定效果受操作人员的影响较大，传感器放置的位置不同，标定差异较大。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种土工模型试验用压力传感器多路气压标定装置及标定方法。
[0005]本发明通过以下技术方案来实现上述目的:
[0006]一种土工模型试验用压力传感器多路气压标定装置，包括传感器标定箱、压力采集器和稳压电源，所述传感器标定箱内装有土壤，所述传感器标定箱包括用于对所述土壤施加向上压力的土壤加压装置和用于安装一个或多个压力传感器的传感器安装装置，所述传感器安装装置设于所述土壤的上方，所述压力传感器安装于所述传感器安装装置上且感压面向下，所述压力传感器的信号输出端与所述压力采集器的信号输入端连接，所述稳压电源通过所述压力采集器为所述压力传感器供电。
[0007]具体地，所述传感器标定箱还包括箱体和支架，所述箱体包括上部腔体和下部密封腔体，所述箱体安装于所述支架上，所述传感器安装装置为设于所述上部腔体上端的上盖板，所述土壤加压装置包括土壤加压板和活塞，所述土壤置于所述土壤加压板上，所述土壤加压板置于所述箱体的上部腔体内，所述土壤加压板的下面与所述活塞的上端连接，所述活塞的下端置于所述箱体的下部密封腔体内并能上下移动，所述箱体的密封腔体的底部相通连接有用于与高压气源连接的进气管。
[0008]作为优选，所述上部腔体的内壁上设有用于阻止所述土壤加压板过度下落的环形凸台，这样可以避免活塞的下端太过接近箱体的下部密封腔体的底部，从而避免出现难以再次将活塞向上推动的问题。
[0009]作为优选，所述传感器安装装置上设有外接插头或插座，所述外接插头或插座的内端与所述压力传感器的信号输出端对应连接，所述外接插头或插座的外端通过线缆与所述压力采集器的信号输入端对应连接。这种结构便于实现压力传感器与压力采集器之间的连接，也便于安装压力传感器。
[0010]一种土工模型试验用压力传感器多路气压标定方法，通过在压力传感器的下方设置土壤，土壤由土壤加压装置提供向上的压力，压力传感器的感压面向下并与土壤接触，压力传感器的感应信号输出到压力采集器的信号输入端，压力采集器将采集的信号经过转换后显示出来，在压力传感器为多个时，通过压力采集器切换不同压力传感器之间的显示。
[0011]作为优选，所述土壤加压装置利用高压气体作为动力源，通过活塞推动土壤加压板向上移动，实现对置于土壤加压板上的土壤加压的目的。
[0012]本发明的有益效果在于:
[0013]本发明通过用土壤与压力传感器的感压面接触并对土壤加压的方式实现对压力传感器的标定，可以更加接近于真实的模拟压力传感器的实际使用环境，从而提高压力传感器标定的可信度和标定效率；通过压力采集器可以采集多路压力传感器的信号，从而实现多路压力传感器的同时标定。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明所述土工模型试验用压力传感器多路气压标定装置的整体结构示意图；
[0015]图2是本发明所述传感器标定箱的立体结构示意图，图中示出了箱体的内部结构；
[0016]图3是本发明所述传感器标定箱的主视角度的剖视结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明作进一步说明:
[0018]如图1所示，本发明所述土工模型试验用压力传感器多路气压标定装置，包括传感器标定箱1、压力采集器3和稳压电源4，如图1、图2和图3所示，传感器标定箱I包括箱体15、支架16、用于对土壤12施加向上压力的土壤加压装置和用于安装一个或多个压力传感器5的传感器安装装置，箱体15包括上部腔体(图中未标记)和下部密封腔体(图中未标记)，箱体15安装于支架16上，所述传感器安装装置为设于上部腔体上端的上盖板10，所述土壤加压装置包括土壤加压板13和活塞14，土壤加压板13上装有土壤12并一起置于箱体15的上部腔体内，箱体15的上部腔体的内壁上设有用于阻止土壤加压板13过度下落的环形凸台18，上盖板10位于土壤12的上方，土壤加压板13的下面与活塞14的上端连接，活塞14的下端置于箱体15的下部密封腔体内并能上下移动，箱体15的密封腔体的底部相通连接有用于与高压气源连接的进气管17，压力传感器5安装于上盖板10的下表面上且感压面向下，上盖板10的上表面上设有外接插头11 (也可以为插座)，外接插头11的内端与压力传感器5的信号输出端对应连接，外接插头11的外端通过线缆2与压力采集器3的信号输入端对应连接，稳压电源4通过压力采集器3为压力传感器5供电。
[0019]如图3所示，活塞14的上端穿过箱体15的上部腔体和下部密封腔体之间的隔板，并通过橡胶圈实现密封，活塞14的下端圆周壁上设有橡胶圈以实现与箱体15的下部密封腔体的内壁之间的密封；土壤加压板13的下表面设有中心凸柱，该中心凸柱置于活塞14的上端的中心盲孔内，实现土壤加压板13与活塞14之间的连接；箱体15的下部密封腔体置于支架16的中心孔内，实现箱体15安装于支架16上的结构。
[0020]结合图1、图2和图3，本发明所述土工模型试验用压力传感器多路气压标定装置的使用方法如下:
[0021]先将进气管17与高压气源(图中未示)连接，当高压气源向进气管17内送入高压气体时，该高压气体的压力托起活塞14的下端向上移动，活塞14的上端带动土壤加压板13和土壤12 —起向上移动，土壤12对压力传感器5施加由下而上的压力，这种压力与真实的压力传感器的实际使用环境压力非常接近，压力传感器5将检测到的压力转换为电信号通过线缆2传输给压力采集器3，压力采集器3将该信号转换为压力信息显示于自带或外接的显示器上，在此过程中，压力采集器3可根据用户指令或自动切换显示某一压力传感器5的压力信息，也可以同时将多路压力传感器5的压力信息显示在显示器上，从而实现压力传感器5的标定。标定完成后，通过将箱体15内的下部密封腔体内的高压气体排出，即可使活塞14在其自重下向下移动复位，其向下移动的最低位置为土壤加压板13的下表面边缘置于箱体15的上部腔体内壁上的环形凸台18的上表面上，为下次标定准备。
[0022]本发明所述土工模型试验用压力传感器多路气压标定方法，与上述标定装置的使用方法有相似之处但不完全相同，作为一种标定方法的创新，其整体发明思路与标定装置时一致的，但标定方法可以脱离具体的部件，所以其保护范围可以更大。
[0023]结合图1、图2和图3，具体而言，本发明所述土工模型试验用压力传感器多路气压标定方法是，通过在压力传感器5的下方设置土壤12，土壤12由土壤加压装置提供向上的压力，压力传感器5的感压面向下并与土壤接触，压力传感器5的感应信号输出到压力采集器3的信号输入端，压力采集器3将采集的信号经过转换后显示出来，在压力传感器5为多个时，通过压力采集器3切换不同压力传感器5之间的显示，或同时将多路压力传感器5的压力信息显示在显示器上；所述土壤加压装置优选利用高压气体作为动力源，通过活塞14推动土壤加压板13向上移动，实现对置于土壤加压板13上的土壤12加压的目的。
[0024]上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。
【权利要求】
1.一种土工模型试验用压力传感器多路气压标定装置，其特征在于:包括传感器标定箱、压力采集器和稳压电源，所述传感器标定箱内装有土壤，所述传感器标定箱包括用于对所述土壤施加向上压力的土壤加压装置和用于安装一个或多个压力传感器的传感器安装装置，所述传感器安装装置设于所述土壤的上方，所述压力传感器安装于所述传感器安装装置上且感压面向下，所述压力传感器的信号输出端与所述压力采集器的信号输入端连接，所述稳压电源通过所述压力采集器为所述压力传感器供电。
2.根据权利要求1所述的土工模型试验用压力传感器多路气压标定装置，其特征在于:所述传感器标定箱还包括箱体和支架，所述箱体包括上部腔体和下部密封腔体，所述箱体安装于所述支架上，所述传感器安装装置为设于所述上部腔体上端的上盖板，所述土壤加压装置包括土壤加压板和活塞，所述土壤置于所述土壤加压板上，所述土壤加压板置于所述箱体的上部腔体内，所述土壤加压板的下面与所述活塞的上端连接，所述活塞的下端置于所述箱体的下部密封腔体内并能上下移动，所述箱体的密封腔体的底部相通连接有用于与高压气源连接的进气管。
3.根据权利要求2所述的土工模型试验用压力传感器多路气压标定装置，其特征在于:所述上部腔体的内壁上设有用于阻止所述土壤加压板过度下落的环形凸台。
4.根据权利要求1、2或3所述的土工模型试验用压力传感器多路气压标定装置，其特征在于:所述传感器安装装置上设有外接插头或插座，所述外接插头或插座的内端与所述压力传感器的信号输出端对应连接，所述外接插头或插座的外端通过线缆与所述压力采集器的信号输入端对应连接。
5.一种土工模型试验用压力传感器多路气压标定方法，其特征在于:通过在压力传感器的下方设置土壤，土壤由土壤加压装置提供向上的压力，压力传感器的感压面向下并与土壤接触，压力传感器的感应信号输出到压力采集器的信号输入端，压力采集器将采集的信号经过转换后显示出来，在压力传感器为多个时，通过压力采集器切换不同压力传感器之间的显示，或同时将多路压力传感器的压力信息显示在显示器上。
6.根据权利要求5所述的土工模型试验用压力传感器多路气压标定方法，其特征在于:所述土壤加压装置利用高压气体作为动力源，通过活塞推动土壤加压板向上移动，实现对置于土壤加压板上的土壤加压的目的。
【文档编号】G01L27/00GK104483065SQ201510023133
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2015年1月16日 优先权日:2015年1月16日
【发明者】王小龙, 胡绍全, 吴俊 , 唐俐, 王军, 李代生, 曾永菊, 侯建军 申请人:中国工程物理研究院总体工程研究所