风压传感器标定装置的制作方法

本实用新型公开了一种风压传感器标定装置，特别涉及一种适用于标定静态风压和动态风压的风压传感器标定装置。属压力传感器测试领域。

背景技术：

利用风压传感器对风压进行测量前，首先要对风压传感器进行标定，确定其输出与输入量之间的关系。在风压测量中，风压传感器的标定是不可或缺的重要步骤，风压传感器的测量精度是评定其最重要的性能指标之一。因此，风压传感器标定装置和标定方法的研究至关重要，其标定精度将直接影响其使用时的测量精度。

标定装置的标定精度将直接影响风压传感器使用时的测量精度。因此，选择合适的风压传感器标定装置对风压传感器使用功能的发挥十分重要。

现有的风压传感器标定装置一般分为两种类型：一种是活塞式标定装置，由油缸、活塞和砝码组成，通过砝码的质量和活塞的截面积之间的比值来确定压力的大小，从而标定风压传感器。这种活塞式标定装置操作复杂，为了提高测量精度，消除加载在活塞上的摩擦阻力而采用的辅助设备较多，成本较高，难以广泛应用；另一种标定装置是用压力泵产生压力，直接作用在风压传感器上。通过标准风压传感器来显示产生压力的大小，再对待标定的风压传感器施加相同的压力，从而标定风压传感器。该标定装置需要较多的辅助设备，能耗较大，操作复杂，同时施加压力的大小需借助标准风压传感器来显示，压力测量的精度由标准风压传感器的精度决定，在不借助标准风压传感器的情况下，难以达到标定要求。以上提到的两种标定装置还有一个共同的缺点，无法对风压传感器施加均布的荷载。

如申请号：201320013580.9公开了一种风压传感器标定装置，该标定装置包括标定系统、待标定的风压传感器和激振系统，待标定的风压传感器放置于标定系统中标定筒的正下方，激振系统中的振动物块放置于标定筒内的水中，根据标定筒的水位与待标定的风压传感器的输出信号标定静态风压，根据标定筒内振动物块的振动频率、筒内水位与待标定的风压传感器的输出信号标定动态风压。优点是不仅能够标定静态风压，利用激振系统，还可以标定动态风压，拓展了风压传感器标定装置的功能；不需要借助标准风压传感器标定待标定的风压传感器，并具备较高的精度，满足工程需求；不需要较多的辅助设备，装置简单，操作方便,、能耗较小、节约成本。

上述实用新型的标定原理为施加一个集中荷载代替风荷载对结构进行标定，无法对风压传感器施加均布的荷载。

又如：申请号：201320012780.2公开了一种光纤光栅风压传感器，包括受力系统、传感系统和限位系统，受力系统中的四个连接块对称正交固定于薄球壳的底部，四个连接块与滑动支座铰接；传感系统中的四根传力杆外端分别与四个滑动支座连接，四根传力杆呈十字交叉型，十字交叉点固结于定位杆上，定位杆插入总线路管中，传力杆与传感元件串联，传感元件中的光纤光栅和弹簧并联；滑动支座和限位板位于导槽中，滑动支座在限位板间沿着弹簧伸长或缩短的方向自由滑动，薄球壳表面直接承受风压产生变形，使弹簧伸长或缩短，通过与弹簧并联的光纤光栅测出弹簧的伸缩量，反算出风压和风向。优点是可安装/拆卸以及便携功能，能够在不同的环境下工作，满足现场实测过程中不同的土木工程结构物表面风压风向监测，不仅可测正风压，还能测负风压，以及360度风攻角的测量，实现多点分布式测量，实现远距离遥控监测。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种简单、方便和精密的风压传感器标定装置，满足现场实测所需的静态风压和动态风压的标定需求。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种风压传感器标定装置，包括标定系统、待标定的风压传感器和加载系统，其中：加载系统有静载加载系统和动载加载系统，待标定的风压传感器放置于标定系统中限位盘的正下方，标定筒底座的正中央；加载系统从上部对待标定的风压传感器进行加压，该静载加载系统通过限位盘将加载针作用在待标定的传感器上，通过调节加载针的质量来实现多级加载，根据所加的荷载以及该传感器输出的信号实现静荷载的标定；动载加载系统通过限位盘固定吹风管，通过控制器调节压力泵改变气室内的气压以及其动力特性，并通过送风管和分风管将风输送到吹风管并作用在传感器上，根据控制器的动力参数与传感器的输出信号标定动态风压。

本实用新型采用了两套加载系统分别作用在风压传感器上实现静荷载和动荷载两种加载方式，可以通过模拟静风与脉动风，实现对风压传感器的静载与动载标定，方法简单易行，结果准确。

在上述方案基础上，所述标定系统中，通过限位盘下的调节螺母使限位盘处于水平状态并平行于放置传感器的底座，所述的限位盘开有多数个限位孔，限位盘垂直于加载针和吹风管，对于静载加载系统，限位孔允许所述的加载针在竖直方向自由移动的同时保证加载针的竖直状态；对于动载加载系统，限位孔在吹风管落位后将其固定，然后将限位盘整体抬升，使其与传感器分离。

其中，所述加载针是根据不同大小的风压等效作用在传感器上的金属杆。所述吹风管为空心管，可以使风从管内流过，呈竖直状态。

其中，静载加载系统中加载针的质量与加载针的型号正相关，加载针总重量之和等于作用在待标定的风压传感器上的风压力，加载针应分不同型号以对应于不同的风压，通过加载针的型号以及传感器的输出信号对静态风压进行标定。

动载加载系统中吹风管吹出的风压力之和等于作用在待标定的风压传感器上的风压力。

动载加载系统由控制器对动态风荷载进行调节。所述控制器具有控制压力泵的作用，可以改变压力泵的风压大小以及各种动力特性。

由控制器调节压力泵，输送压力风，经分风管输送到每一个吹风管，所述吹风管与分风管连接，分风管经送风管与带气泵的气室连接。

本实用新型能模拟均布风荷载，既能标定动态风压又能标定静态风压；并且可以实现多级加载；不需要借助标准风压传感器标定待标定的风压传感器，并具备较高的精度，满足工程需求；不需要较多的辅助设备，装置简单，操作方便，能耗小，节约成本。

本实用新型的优越性在于：其加载系统可以实现对静风荷载与脉动风荷载的准确模拟，且制作成本低，易于操控。

本实用新型风压传感器标定装置的静荷载和动荷载的标定方法，包括如下步骤：

（1）将待标定的风压传感器放置于标定系统的底座上，使其位于底座的正中央；

（2）调节底座的螺母，使其处于水平状态；

（3）调节限位盘的螺母，使其与底座平行并与传感器保持一定的距离；

（4）将加载针通过限位孔作用在传感器上，根据不同的风压选用不同的加载针，以此来标定静态风压；

（5）当需要标定动态风压时，将加载针取下，在限位孔中插入吹风管，使吹风管与传感器接触，当所有吹风管插入完毕后，通过限位孔将吹风管固定，并整体抬升限位盘，使吹风管与传感器分离，将分风管与吹风管相连，通过控制器调节压力泵，从而产生不同形式的动态风压。

本实用新型的有益效果体现在：

1） 本实用新型不仅能够标定静态风压，利用压力泵还可以标定动态风压，拓展了风压传感器标定装置的功能；

2） 本实用新型有效地将实现了对均布荷载的模拟，克服了以往标定装置通过施加集中荷载或者不均布的分布荷载来对传感器进行标定的缺点；

3） 本实用新型不需要借助标准风压传感器标定待标定的风压传感器，并且具备较高的精度，满足工程需求；

4） 本实用新型不需要较多的辅助设备，装置简单、操作方便、能耗较小、节约成本。

附图说明

图1是本实用新型的静载标定平面结构示意图；

图2是本实用新型的静载标定立面结构示意图；

图3是本实用新型的动载标定平面结构示意图；

图4是本实用新型的动载标定立面结构示意图；

图5是本实用新型的标定系统平面结构示意图；

图6是本实用新型的标定系统立面结构示意图；

图中标号说明：

1——标定系统；

11——底座；12——限位盘；13——立柱；

14——限位盘螺母；15——底座螺母；16——限位孔；

2——待标定的风压传感器；

3——静载加载系统；31——加载针；

4——动载加载系统；

41——控制器；42——气压计；43——压力泵；

44——气室；45——送风管；46——分风管；

47——吹风管。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实例，对风压传感器标定装置的结构进行详细说明。

如图1-图6所示，

一种风压传感器标定装置，包括标定系统1、待标定的风压传感器2和加载系统，该加载系统有静载加载系统3和动载加载系统4，待标定的风压传感器2放置于标定系统1中限位盘12的正下方，标定系统1中底座的正中央；加载系统从上部对待标定的风压传感器2进行加压，静载加载系统3通过限位盘12将加载针31作用在待标定的风压传感器2上，通过调节加载针31的质量来实现多级加载，根据所加的荷载以及该传感器输出的信号实现静荷载的标定；动载加载系统通过限位盘12固定吹风管47，通过控制器41调节压力泵43改变气室44内的气压以及其动力特性，并通过送风管42和分风管46将风输送到吹风管47并作用在待标定的风压传感器2上，根据控制器41的动力参数与该传感器的输出信号标定动态风压。

立柱13下方的底座螺母15可使底座处于水平状态，上方限位盘螺母14可使限位盘处于水平状态。

加载针31通过限位孔16作用在待标定的风压传感器2上，通过加载针31的型号与待标定的风压传感器2的输出信息来标定静态风压。通过限位孔16固定吹风管47，并通过分风管46将气室44中的气流吹向待标定的风压传感器2，通过控制器41以及该传感器输出的信号来进行动态风压标定。

所述标定系统1中的立柱13与底座11和限位盘12垂直，通过调节限位盘螺母14、底座螺母15可以上下移动。

所述静载加载系统3中的加载针31的型号为根据各级风压计算等效后得到的，不同级别的风压对应不同型号的加载针。

所述标定系统1中限位盘12上有多数个限位孔16；限位孔16的孔径略大于加载针31和吹风管47的外径，以保证加载针31可以在孔中上下自由移动而保持竖直状态，同时，当限位孔16收紧时，可以完全固定吹风管。

所述动载加载系统4中的气室44中的气压靠压力泵43调节，而压力泵43靠控制器41控制，通过控制器41改变压力泵43以达到调节气室44内气压以及其他动力参数的目的，通过气压计42监测气室44内气压的作用。

以下将结合前述标定装置，说明本实用新型风压传感器的标定装置的标定方法，具体步骤为：

（1）代标定的风压传感器2至于标定系统1的底座11的正中心，调节底座螺母15使底座11处于水平状态，调节限位盘螺母14使限位盘12处于水平状态；

（2） 根据不同大小的风压选取不同型号的加载针31，根据加载针31的型号以及待标定的传感器2的输出信号标定静态风压；

（3） 当需要标定动态风压时，将吹风管47通过限位孔16抵在待标定的风压传感器2上，当所有吹风管47安装就位后，收紧限位孔16将吹风管47固定后，调节限位盘螺母14整体抬升限位盘12，使吹风管47与传待标定的风压传感器2分离，在控制器41中输入不同的参数调节气室44内空气的压强以及其它动力特性，根据待标定的风压传感器2以及控制器41的信号，对待标定的风压传感器2进行动态风压标定。

上述的对本实用新型的描述是为便于本领域普通技术人员理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对本风压传感器标定装置做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他风压传感器的标定装置中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于这里的本实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所作出的改进和修改都应该属本实用新型的保护范围。