主要应用于以下领域:力传感器制造商、校准实验室、工业力测量技术
力传感器不同标定方法的结果首次实现了良好的一致性,这是利用测量装置的数学模型实现的,测量装置两侧通过弹性耦合安装了力传感器。
在不同负载质量下动态校准的案例研究中,将测得的力传感器共振频率与模型共振频率进行了比较。该图显示了模型的共振频率以及由冲击和正弦激励实验确定的共振频率与负载质量之间的关系。1千克的测量点代表典型的正弦校准,具有大质量和高达几千赫的激励。此外,还绘制了由冲击激励实验确定的共振。
动态力的可靠测量在工业中非常重要。为了跟上测量服务的发展,德国联邦物理和技术研究所一直在寻找一种通过数学模型描述力传感器动态特性的方法。在该模型中,传感器和校准设备被设置为质量-弹簧-阻尼器元件的串联布置。通过将模型方程应用于动态测量数据,可以确定力传感器的质量、刚度和阻尼参数。目标是概括地表征动态行为,而不考虑具体的测量应用或激励力的类型。无论是冲击激励还是正弦激励,标定提供的参数应一致。
早期使用高带宽力传感器的测试没有给出一致的结果。新模型给出了详细的解释。作为一个案例研究,力传感器受到冲击力或正弦力。动态行为的预期变化可以通过使用额外的负载质量来实现。脉冲持续时间范围从0.1毫秒到1毫秒..最大激励频率为30千赫。
力传感器有两种主要振动,其特性取决于耦合质量。当没有负载质量的冲击激励时,最低共振频率由振动传感器外壳引起,而当有高负载质量的正弦激励时,最低共振频率由弹性耦合质量本身引起。这种三弹性耦合质量的新模型考虑了传感器两侧的弹性耦合。将不同测量装置测得的谐振频率与模型的谐振频率进行比较,确定传感器的刚度参数。
现在,这种改进的基于模型的动态标定方法可以为正弦和脉冲激振力的测量数据提供一致的参数,证明了这种新标定方法的适用性。这些结果已被有限元方法的补充研究所证实。因此,通过采取相应的措施来扩展该模型,力传感器的动态测量行为可以被转移到特定的测量应用中。
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