专利名称：称重测力传感器自动压力预载设备及方法
技术领域：
本发明属于智能检测技术领域，尤其是涉及一种称重测力传感器自动压力预载设备及方法。
背景技术：
称重测力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。称重测力传感器在生产过程中需要进行多次不同的检测，其中静态性能试验是关键的一个检测环节，这个环节需要测试传感器的性能指标有:零点输出，满量程输出，非线性度，迟滞，重复性，精确度，灵敏度，零点漂移，超负荷等9项。静态性能试验需要将被测传感器置于真实应用相同的力学条件下，这个试验过程称之为“传感器预载过程”，提供测试条件的机构称之为预载设备。由于电测产品行业的特殊性，而且对测试条件较为苛刻，测试设备需要专门研发。目前，Vishay测量集团、HBM公司为代表的跨国公司，自主研发了相关自动测试设备，生产自动化程度较高，产品质量、技术一直处于世界领先。但在国内并没有申请响应的专利保护。国内一些中低端产品生产厂家，利用机械化装置，控制过程通过人工操作完成，依赖于低廉的劳动力成本换取市场的竞争力，静态性能测试未能实现自动化，因此产品测试质量不稳定，测试效率低下目前存在的主要技术问题:(I)产品夹装问题:现有的预载设备对产品装夹、卸载过程依赖于手工操作，由于被测传感器承受的压力较大，且要求定位准确，稳定可靠，目前利用8个螺丝对待测产品进行固定，定位通过手工调整，精度根据工人经验控制。因此，手工装夹被测产品占用时间较长，测试效率低，劳动强度大。(2)压力加载问题:小量程传感器的压力预加载，利用手工操作千斤顶实现，加载速度慢，劳动强度大。大量程传感器的压力预加载通过液压系统实现，工人手动控制液压阀门，对某一确定压力的控制需要经验丰富的工人操作，人为的疏忽会造成过压加载，导致产品损坏概率升高。此外，液压设备容易出现漏油，污染工作台。(3)被测传感器和标准传感器的输出数据，通过肉眼观察压力测量仪，然后用纸和笔对其进行记录，而且仅记录了需要测试“重复性”和“零点漂移”所需的数据，剩余7项指标的测试被忽略，这不利于对产品质量的监控，也不利于后续测试环节对该产品详细性能的掌握和数据追溯。(4)上述的存在特点，使得批量产品测试的工人劳动强度较大，据调查，每个工人平均每小时完成静态性能测试的产品个数为6个，为了完成任务量，工人每天必须工作10小时以上。此外，根据厂方介绍，由于缺乏有效的监督，存在工人捏造测试数据而省略测试工序现象发生，从而导致产品的某些性能缺陷不能被发现，造成后续不必要的继续加工和成本浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构紧凑、设计新颖合理、使用操作便捷、能够提高称重测力传感器产品的测试质量、提高生产效率、降低劳动强度、实现成本低的称重测力传感器自动压力预载设备。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种称重测力传感器自动压力预载设备，其特征在于:包括压力预载装置和压力预载控制系统，所述压力预载装置包括机架、待测称重测力传感器运动机构和标准称重测力传感器运动机构，所述机架包括支腿、设置在支腿顶部的下底板、间隔设置在下底板上的第一导柱和第二导柱，以及设置在第一导柱和第二导柱顶部的上横梁，所述第一导柱和第二导柱相互平行；所述待测称重测力传感器运动机构包括设置在下底板上的第一丝杠升降机和与第一丝杠升降机连接且用于带动第一丝杠升降机动作的第一电机，所述第一丝杠升降机上连接有第一丝杠，所述第一丝杠的顶部设置有能够在第一丝杠的带动下沿第一导柱和第二导柱上下运动的活动工作台，所述活动工作台的两侧分别设置有与第一导柱相配合的第一导套和与第二导柱相配合的第二导套，所述活动工作台的顶部设置有传感器夹具，所述传感器夹具的顶部开有用于安装待测称重测力传感器的传感器安装槽；所述标准称重测力传感器运动机构包括设置在上横梁上的第二丝杠升降机和与第二丝杠升降机连接且用于带动第二丝杠升降机动作的第二电机，所述第二丝杠升降机上连接有第二丝杠，所述上横梁上连接有向下伸出的固定柱，所述固定柱的底部固定连接有用于与所述传感器夹具相配合夹紧固定所述待测称重测力传感器的固定板，所述第二丝杠的底部设置有传感器接头，所述传感器接头的底部连接有标准称重测力传感器；所述压力预载控制系统包括工业控制计算机以及与所述工业控制计算机相接的数据采集卡、条形码扫描器、标准压力测量仪和待测压力测量仪，每个所述待测称重测力传感器上均粘贴有内部存储有待测称重测力传感器的测试参数的条形码，所述标准称重测力传感器的信号输出端与所述标准压力测量仪的信号输入端相接，所述待测称重测力传感器的信号输出端与所述待测压力测力仪的信号输入端相接，所述多功能数据采集卡上接有用于对第一导套向下运动到极限位置进行检测的第一限位开关、用于对第二导套向下运动到极限位置进行检测的第二限位开关、用于对第一电机的动作进行控制的电机控制开关和用于对第二电机进行驱动的电机驱动器，所述第一限位开关安装在所述第一导套的底部，所述第二限位开关安装在所述第二导套的底部，所述电机控制开关串联在第一电机的供电回路中，所述第一电机上设置有用于对所述第一电机的电流进行检测的电流检测电路�？椋龅缌骷觳獾缏纺？橛胨龅缁刂瓶叵嘟樱龅诙缁胨龅缁飨嘟印Ｉ鲜龅某浦夭饬Υ衅髯远沽υぴ厣璞福涮卣髟谟�:所述下底板通过螺钉固定连接在所述支腿顶部，所述第一导柱的上部和下部以及所述第二导柱的上部和下部均设置有外螺纹，所述上横梁和下底板上均设置有用于螺纹连接所述第一导柱的第一螺纹孔和用于螺纹连接所述第二导柱的第二螺纹孔。上述的称重测力传感器自动压力预载设备，其特征在于:所述第一丝杠升降机通过第一丝杠升降机底座固定连接在所述下底板上，所述第一电机的输出轴通过第一联轴器与所述第一丝杠升降机的输入轴连接，所述支腿的侧面固定连接有用于安装所述第一电机的第一电机座；所述第一丝杠的顶部通过丝杠连接法兰与所述活动工作台的底部固定连接，所述活动工作台的底部中间位置处设置有多个用于通过螺钉固定连接所述丝杠连接法兰的第三螺纹孔；所述活动工作台的两侧顶部分别设置有多个用于通过螺钉固定连接所述第一导套的第四螺纹孔和多个用于通过螺钉固定连接所述第二导套的第五螺纹孔；所述活动工作台的顶部中间位置处设置有多个用于通过螺钉固定连接所述传感器夹具的第六螺纹孔，所述传感器夹具的底部设置有与第六螺纹孔相配合的第九螺纹孔。上述的称重测力传感器自动压力预载设备，其特征在于:所述第二丝杠升降机通过第二丝杠升降机底座固定连接在所述上横梁上，所述第二电机的输出轴通过第二联轴器与所述第二丝杠升降机的输入轴连接，所述上横梁上部固定连接有用于安装所述第二电机的第二电机座。上述的称重测力传感器自动压力预载设备，其特征在于:所述固定柱的上部和下部均设置有外螺纹，所述上横梁上设置有用于螺纹连接所述固定柱的第七螺纹孔，所述固定板上设置有用于螺纹连接所述固定柱的第八螺纹孔；所述传感器接头通过螺钉与所述第二丝杠的底部固定连接，所述标准称重测力传感器通过螺钉与所述传感器接头的底部固定连接。上述的称重测力传感器自动压力预载设备，其特征在于:所述第一电机为交流电机。上述的称重测力传感器自动压力预载设备，其特征在于:所述第二丝杠升降机为滚珠丝杠升降机。上述的称重测力传感器自动压力预载设备，其特征在于:所述第二电机为伺服电机，所述电机驱动器为伺服电机驱动器。上述的称重测力传感器自动压力预载设备，其特征在于:所述压力预载控制系统设置在压力预载控制柜内，所述压力预载控制柜设置在所述支腿旁侧，所述电机控制开关为继电器。本发明还提供了一种自动化程度高、数据处理速度快、精度高、工作可靠性高的称重测力传感器自动压力预载方法，其特征在于该方法包括以下步骤:步骤一、参数初始化:采用所述条形码扫描器读取存储在条形码中的待测称重测力传感器的压力测试参数，并将读取到的压力测试参数实时上传至工业控制计算机，且通过操作工业控制计算机对压力测试参数进行初始化设置；步骤二、待测称重测力传感器夹装:首先，人工将待测称重测力传感器安装在传感器安装槽内，接着，通过操作工业控制计算机，输入对第一电机的正转控制信号，工业控制计算机将所述动作控制信号通过数据采集卡传输给电机控制开关，控制电机控制开关接通第一电机的供电回路，第一电机驱动第一丝杠升降机带动第一丝杠上行，第一丝杠带动活动工作台、传感器夹具和待测称重测力传感器向上运动，电流检测电路�？槎缘谝坏缁牡缌鹘惺凳奔觳獠⑹涑龈缁刂瓶兀奔觳獾降牡缌髦党缁刂瓶卦市硗ü牡缌髦凳保缁刂瓶囟峡谝坏缁墓┑缁芈罚谝坏缁Ｖ拐谝凰扛苌祷τ谧运刺耸保獬浦夭饬Υ衅鞅患凶霸诹斯潭ò逵氪衅骷芯咧洌徊街枞�、待测称重测力传感器压力加载:首先，所述工业控制计算机通过数据采集卡检测电机控制开关的状态，当检测到所述电机控制开关已断开后，所述工业控制计算机对所述标准压力测量仪和待测压力测量仪各进行一次清零校准操作，清零校准结束后，标准压力测量仪读取标准称重测力传感器初始值并传输给工业控制计算机，待测压力测量仪读取待测称重测力传感器初始值并传输给工业控制计算机；然后，通过操作工业控制计算机，输入对第二电机的正转控制信号，工业控制计算机将所述正转控制信号通过数据采集卡传输给电机驱动器，电机驱动器驱动第二电机正转，第二电机驱动第二丝杠升降机下行，第二丝杠升降机带动第二丝杠下行，第二丝杠带动传感器接头和标准称重测力传感器向下运动，标准压力测量仪实时读取标准称重测力传感器检测到的压力值并传输给工业控制计算机，待测压力测量仪实时读取待测称重测力传感器检测到的压力值并传输给工业控制计算机，工业控制计算机对标准压力测量仪和待测压力测量仪实时传输的压力数据进行分析处理，并与步骤一中设置的压力测试参数进行比较，根据比较结果输出相应的第二电机速度控制信号，并通过数据采集卡传输给电机驱动器，电机驱动器根据所述第二电机速度控制信号驱动第二电机正转；当标准称重测力传感器向下运动到接触到所述待测称重测力传感器时，即开始了压力加载过程，所述标准称重测力传感器和待测称重测力传感器受到了相同的压力，标准压力测量仪实时读取标准称重测力传感器检测到的压力值并传输给工业控制计算机，待测压力测量仪实时读取待测称重测力传感器检测到的压力值并传输给工业控制计算机，工业控制计算机对标准压力测量仪和待测压力测量仪实时传输的压力数据进行分析处理，并与步骤一中设置的压力测试参数进行比较，当实时传输的压力数据与步骤一中设置的压力测试参数相等时，工业控制计算机输出第二电机停止动作控制信号，并通过数据采集卡传输给电机驱动器，电机驱动器停止驱动第二电机正转，第二丝杠升降机处于自锁状态，保持一段时间后，工业控制计算机对标准压力测量仪和待测压力测量仪实时传输的压力数据进行读取记录；步骤四、待测称重测力传感器压力卸载:当工业控制计算机读取记录完压力数据后，工业控制计算机输出第二电机反转一定角度的控制信号，并通过数据采集卡传输给电机驱动器，电机驱动器驱动第二电机反转，第二电机驱动第二丝杠升降机上行，第二丝杠升降机带动第二丝杠上行，第二丝杠带动传感器接头和标准称重测力传感器向上运动，当第二电机反转到一定角度时，所述标准称重测力传感器的下端与所述待测称重测力传感器完全分开，此时，所述工业控制计算机对标准压力测量仪和待测压力测量仪实时传输的压力数据进行读取记录；然后，所述工业控制计算机对所述标准压力测量仪和待测压力测量仪再次各进行一次清零校准操作，清零校准结束后，所述工业控制计算机再次对标准压力测量仪和待测压力测量仪实时传输的压力数据进行读取记录；步骤五、重复步骤二至步骤四，直至压力预载次数达到了待测称重测力传感器要求的压力预载次数；步骤六、待测称重测力传感器卸装:压力预载结束后，通过操作工业控制计算机，输入对第一电机的反转控制信号，工业控制计算机将所述反转控制信号通过数据采集卡传输给电机控制开关，控制电机控制开关接通第一电机的供电回路，第一电机驱动第一丝杠升降机带动第一丝杠下行，第一丝杠带动活动工作台、传感器夹具和待测称重测力传感器向下运动，当第一导套向下运动到所述第一限位开关接触到下底板的位置，且第二导套向下运动到所述第二限位开关接触到下底板的位置时，工业控制计算机通过数据采集卡采集到第一限位开关的信号和第二限位开关的信号，工业控制计算机输出第一电机停止反转控制信号，并通过数据采集卡传输给电机控制开关，控制电机控制开关断开第一电机的供电回路，第一电机停止反转，第一丝杠升降机处于自锁状态，人工将待测称重测力传感器从传感器安装槽内取出。本发明与现有技术相比具有以下优点:1、本发明称重测力传感器自动压力预载设备的结构紧凑，设计新颖合理，加工制造方便。2、本发明称重测力传感器自动压力预载设备的使用操作便捷，待测称重测力传感器能够自动快速装夹、卸载。3、本发明称重测力传感器自动压力预载设备采用机械驱动，全自动控制，与现有的液压式预加载机相比，具有反应灵敏、测试效率高、污染小以及外围配属附件少、实现成本低等诸多优点。4、本发明能够实现对待测称重测力传感器的精确定位和压力精密加载，提高了待测称重测力传感器的静态性能测试精度和可靠性。5、本发明采用工业控制计算机进行数据采集和管理，实现了待测称重测力传感器静态性能测试指标的自动测试、计算及其数据自动管理，避免了人为因素对产品质量的影响，而且数据处理速度快，数据存储量大。6、本发明能够提高称重测力传感器产品的测试质量，提高生产效率，降低劳动强度。7、本发明填补了现有技术的空白，能够为国内电测产品行业提供快速测试设备，有助于提闻生广效率，提闻广品的质量，提升企业的竞争力。8、本发明的实用性强，使用效果好，推广应用价值高。综上所述，本发明设计新颖合理，能够提高称重测力传感器产品的测试质量，提高生产效率，降低劳动强度，实现成本低，工作可靠性高，实用性强，推广应用价值高。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明称重测力传感器自动压力预载设备的主视图。图2为本发明称重测力传感器自动压力预载设备的左视图。图3为本发明活动工作台的主视剖视图。图4为图3的俯视图。图5为本发明传感器夹具的主视剖视图。图6为图5的俯视图。图7为本发明压力预载控制系统与其它各部件的连接关系示意图。图8为本发明称重测力传感器自动压力预载方法的方法流程图。附图标记说明:I一支腿；2—下底板；3-1—第一导柱；
3-2—第二导柱；4 一第一丝杠升降机；5-1—第一导套；
5-2—第二导套；6 —活动工作台；7—固定板;
8—固定柱；9 一上横梁;10 —第一丝杠；
II一第二电机；12 —第二电机座；13—第二联轴器；
14 一第二丝杠升降机；15—传感器接头；
16—标准称重测力传感器；17—待测称重测力传感器；
18—传感器夹具；19 —第一电机；20 —第一电机座；
21—传感器安装槽;22 —第二丝杠 ;
23—第一丝杠升降机底座；24 —第一联轴器；
25—丝杠连接法兰；26—第二丝杠升降机底座；
27—工业控制计算机；28—数据采集卡；29—条形码扫描器；
30—压力预载控制柜；H—标准压力测量仪；32—待测压力测量仪；
33—条形码；34 —第一限位开关；35 —第二限位开关；
36—电机控制开关；37 —电机驱动器；
38 —电流检测电路�？椋�39 —第三螺纹孔；
40—第四螺纹孔；41 一第五螺纹孔；42 —第六螺纹孔；
43 —第九螺纹孔。
具体实施例方式如图1、图2、图5、图6和图7所示，本发明所述的称重测力传感器自动压力预载设备，包括压力预载装置和压力预载控制系统，所述压力预载装置包括机架、待测称重测力传感器运动机构和标准称重测力传感器运动机构，所述机架包括支腿1、设置在支腿I顶部的下底板2、间隔设置在下底板2上的第一导柱3-1和第二导柱3-2，以及设置在第一导柱3-1和第二导柱3-2顶部的上横梁9，所述第一导柱3-1和第二导柱3-2相互平行；所述待测称重测力传感器运动机构包括设置在下底板2上的第一丝杠升降机4和与第一丝杠升降机4连接且用于带动第一丝杠升降机4动作的第一电机19，所述第一丝杠升降机4上连接有第一丝杠10，所述第一丝杠10的顶部设置有能够在第一丝杠10的带动下沿第一导柱3-1和第二导柱3-2上下运动的活动工作台6，所述活动工作台6的两侧分别设置有与第一导柱3-1相配合的第一导套5-1和与第二导柱3-2相配合的第二导套5-2，所述活动工作台6的顶部设置有传感器夹具18，所述传感器夹具18的顶部开有用于安装待测称重测力传感器17的传感器安装槽21 ;所述标准称重测力传感器运动机构包括设置在上横梁9上的第二丝杠升降机14和与第二丝杠升降机14连接且用于带动第二丝杠升降机14动作的第二电机11，所述第二丝杠升降机14上连接有第二丝杠22，所述上横梁9上连接有向下伸出的固定柱8，所述固定柱8的底部固定连接有用于与所述传感器夹具18相配合夹紧固定所述待测称重测力传感器17的固定板7，所述第二丝杠22的底部设置有传感器接头15，所述传感器接头15的底部连接有标准称重测力传感器16 ;所述压力预载控制系统包括工业控制计算机27以及与所述工业控制计算机27相接的数据采集卡28、条形码扫描器29、标准压力测量仪31和待测压力测量仪32，每个所述待测称重测力传感器17上均粘贴有内部存储有待测称重测力传感器17的测试参数的条形码33，所述标准称重测力传感器16的信号输出端与所述标准压力测量仪31的信号输入端相接，所述待测称重测力传感器17的信号输出端与所述待测压力测力仪32的信号输入端相接，所述多功能数据采集卡28上接有用于对第一导套5-1向下运动到极限位置进行检测的第一限位开关34、用于对第二导套5-2向下运动到极限位置进行检测的第二限位开关35、用于对第一电机19的动作进行控制的电机控制开关36和用于对第二电机11进行驱动的电机驱动器37，所述第一限位开关34安装在所述第一导套5-1的底部，所述第二限位开关35安装在所述第二导套5-2的底部，所述电机控制开关36串联在第一电机19的供电回路中,所述第一电机19上设置有用于对所述第一电机19的电流进行检测的电流检测电路�？�38，所述电流检测电路�？�38与所述电机控制开关36相接，所述第二电机11与所述电机驱动器37相接。如图1和图2所示，本实施例中，所述下底板2通过螺钉固定连接在所述支腿I顶部，所述第一导柱3-1的上部和下部以及所述第二导柱3-2的上部和下部均设置有外螺纹，所述上横梁9和下底板2上均设置有用于螺纹连接所述第一导柱3-1的第一螺纹孔和用于螺纹连接所述第二导柱3-2的第二螺纹孔。本实施例中，所述第一丝杠升降机4通过第一丝杠升降机底座23固定连接在所述下底板2上，所述第一电机19的输出轴通过第一联轴器24与所述第一丝杠升降机4的输入轴连接，所述支腿I的侧面固定连接有用于安装所述第一电机19的第一电机座20 ;结合图3和图4，所述第一丝杠10的顶部通过丝杠连接法兰25与所述活动工作台6的底部固定连接，所述活动工作台6的底部中间位置处设置有多个用于通过螺钉固定连接所述丝杠连接法兰25的第三螺纹孔39 ;所述活动工作台6的两侧顶部分别设置有多个用于通过螺钉固定连接所述第一导套5-1的第四螺纹孔40和多个用于通过螺钉固定连接所述第二导套5-2的第五螺纹孔41 ;所述活动工作台6的顶部中间位置处设置有多个用于通过螺钉固定连接所述传感器夹具18的第六螺纹孔42，结合图5和图6，所述传感器夹具18的底部设置有与第六螺纹孔42相配合的第九螺纹孔43。本实施例中，所述第二丝杠升降机14通过第二丝杠升降机底座26固定连接在所述上横梁9上，所述第二电机11的输出轴通过第二联轴器13与所述第二丝杠升降机14的输入轴连接，所述上横梁9上部固定连接有用于安装所述第二电机11的第二电机座12。本实施例中，所述固定柱8的上部和下部均设置有外螺纹，所述上横梁9上设置有用于螺纹连接所述固定柱8的第七螺纹孔，所述固定板7上设置有用于螺纹连接所述固定柱8的第八螺纹孔；所述传感器接头15通过螺钉与所述第二丝杠22的底部固定连接，所述标准称重测力传感器16通过螺钉与所述传感器接头15的底部固定连接。本实施例中，所述第一电机19为交流电机。所述第二丝杠升降机14为滚珠丝杠升降机。所述第二电机11为伺服电机，所述电机驱动器37为伺服电机驱动器。所述压力预载控制系统设置在压力预载控制柜30内，所述压力预载控制柜30设置在所述支腿I旁侧，所述电机控制开关36为继电器。具体实施时，所述导套内加注有润滑脂。结合图8，本发明所述的称重测力传感器自动压力预载方法，包括以下步骤:步骤一、参数初始化:采用所述条形码扫描器29读取存储在条形码33中的待测称重测力传感器17的压力测试参数，并将读取到的压力测试参数实时上传至工业控制计算机27，且通过操作工业控制计算机27对压力测试参数进行初始化设置；步骤二、待测称重测力传感器17夹装:首先，人工将待测称重测力传感器17安装在传感器安装槽21内，接着，通过操作工业控制计算机27，输入对第一电机19的正转控制信号，工业控制计算机27将所述动作控制信号通过数据采集卡28传输给电机控制开关36，控制电机控制开关36接通第一电机19的供电回路,第一电机19驱动第一丝杠升降机4带动第一丝杠10上行，第一丝杠10带动活动工作台6、传感器夹具18和待测称重测力传感器17向上运动，电流检测电路�？�38对第一电机19的电流进行实时检测并输出给电机控制开关36，当检测到的电流值超过电机控制开关36允许通过的电流值时，电机控制开关36断开第一电机19的供电回路，第一电机19停止正转，第一丝杠升降机4处于自锁状态，此时，待测称重测力传感器17被夹装在了固定板7与传感器夹具18之间；步骤三、待测称重测力传感器17压力加载:首先，所述工业控制计算机27通过数据采集卡28检测电机控制开关36的状态，当检测到所述电机控制开关36已断开后，所述工业控制计算机27对所述标准压力测量仪31和待测压力测量仪32各进行一次清零校准操作，清零校准结束后，标准压力测量仪31读取标准称重测力传感器16初始值并传输给工业控制计算机27，待测压力测量仪32读取待测称重测力传感器17初始值并传输给工业控制计算机27 ;然后，通过操作工业控制计算机27，输入对第二电机11的正转控制信号，工业控制计算机27将所述正转控制信号通过数据采集卡28传输给电机驱动器37，电机驱动器37驱动第二电机11正转，第二电机11驱动第二丝杠升降机14下行，第二丝杠升降机14带动第二丝杠22下行，第二丝杠22带动传感器接头15和标准称重测力传感器16向下运动，标准压力测量仪31实时读取标准称重测力传感器16检测到的压力值并传输给工业控制计算机27，待测压力测量仪32实时读取待测称重测力传感器17检测到的压力值并传输给工业控制计算机27，工业控制计算机27对标准压力测量仪31和待测压力测量仪32实时传输的压力数据进行分析处理，并与步骤一中设置的压力测试参数进行比较，根据比较结果输出相应的第二电机11速度控制信号，并通过数据米集卡28传输给电机驱动器37,电机驱动器37根据所述第二电机11速度控制信号驱动第二电机11正转；当标准称重测力传感器16向下运动到接触到所述待测称重测力传感器17时，即开始了压力加载过程，所述标准称重测力传感器16和待测称重测力传感器17受到了相同的压力，标准压力测量仪31实时读取标准称重测力传感器16检测到的压力值并传输给工业控制计算机27，待测压力测量仪32实时读取待测称重测力传感器17检测到的压力值并传输给工业控制计算机27，工业控制计算机27对标准压力测量仪31和待测压力测量仪32实时传输的压力数据进行分析处理，并与步骤一中设置的压力测试参数进行比较，当实时传输的压力数据与步骤一中设置的压力测试参数相等时，工业控制计算机27输出第二电机11停止动作控制信号，并通过数据采集卡28传输给电机驱动器37，电机驱动器37停止驱动第二电机11正转，第二丝杠升降机14处于自锁状态，保持一段时间后，工业控制计算机27对标准压力测量仪31和待测压力测量仪32实时传输的压力数据进行读取记录；步骤四、待测称重测力传感器17压力卸载:当工业控制计算机27读取记录完压力数据后，工业控制计算机27输出第二电机11反转一定角度的控制信号，并通过数据采集卡28传输给电机驱动器37，电机驱动器37驱动第二电机11反转，第二电机11驱动第二丝杠升降机14上行，第二丝杠升降机14带动第二丝杠22上行，第二丝杠22带动传感器接头15和标准称重测力传感器16向上运动，当第二电机11反转到一定角度时，所述标准称重测力传感器16的下端与所述待测称重测力传感器17完全分开，此时，所述工业控制计算机27对标准压力测量仪31和待测压力测量仪32实时传输的压力数据进行读取记录；然后，所述工业控制计算机27对所述标准压力测量仪31和待测压力测量仪32再次各进行一次清零校准操作，清零校准结束后，所述工业控制计算机27再次对标准压力测量仪31和待测压力测量仪32实时传输的压力数据进行读取记录；步骤五、重复步骤二至步骤四，直至压力预载次数达到了待测称重测力传感器17要求的压力预载次数；步骤六、待测称重测力传感器17卸装:压力预载结束后，通过操作工业控制计算机27，输入对第一电机19的反转控制信号，工业控制计算机27将所述反转控制信号通过数据采集卡28传输给电机控制开关36，控制电机控制开关36接通第一电机19的供电回路，第一电机19驱动第一丝杠升降机4带动第一丝杠10下行，第一丝杠10带动活动工作台6、传感器夹具18和待测称重测力传感器17向下运动，当第一导套5-1向下运动到所述第一限位开关34接触到下底板2的位置，且第二导套5-2向下运动到所述第二限位开关35接触到下底板2的位置时，工业控制计算机27通过数据采集卡28采集到第一限位开关34的信号和第二限位开关35的信号，工业控制计算机27输出第一电机19停止反转控制信号，并通过数据采集卡28传输给电机控制开关36,控制电机控制开关36断开第一电机19的供电回路，第一电机19停止反转，第一丝杠升降机4处于自锁状态，人工将待测称重测力传感器17从传感器安装槽21内取出。以上称重测力传感器自动压力预载过程结束后，工业控制计算机27便能够调用称重测力传感器静态性能指标计算�？椋⒏荨冻浦夭饬Υ衅骷觳夤娉獭�(JJG391-2005)对零点输出、满量程输出、非线性度、迟滞、、重复性、精确度、灵敏度、零点漂移和超负荷这9个静态性能指标的计算方法要求，对标准压力测量仪31读取的标准称重测力传感器16在不同状态下的测量值和待测压力测量仪32读取的待测称重测力传感器17在不同状态下的测量值进行分析计算，计算出待测称重测力传感器17的9个静态性能指标参数。利用事先建立的各种型号的待测称重测力传感器17的9个标准数据，与计算得到的待测称重测力传感器17的9个静态性能指标参数进行比较判断，输出判断结果和计算得到的9个静态性能指标参数。具体实施时，工业控制计算机27可以采用Access数据库保存标准压力测量仪31读取的标准称重测力传感器16在不同状态下的测量值和待测压力测量仪32读取的待测称重测力传感器17在不同状态下的测量值，并对判断结果和计算得到的9个静态性能指标参数进行保存。另外，工业控制计算机27还可以为外界提供数据查找、共享、打印等功能。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
权利要求
1.一种称重测力传感器自动压力预载设备，其特征在于:包括压力预载装置和压力预载控制系统，所述压力预载装置包括机架、待测称重测力传感器运动机构和标准称重测力传感器运动机构，所述机架包括支腿(I )、设置在支腿(I)顶部的下底板(2)、间隔设置在下底板(2)上的第一导柱(3-1)和第二导柱(3-2)，以及设置在第一导柱(3-1)和第二导柱(3-2)顶部的上横梁(9)，所述第一导柱(3-1)和第二导柱(3-2)相互平行；所述待测称重测力传感器运动机构包括设置在下底板(2)上的第一丝杠升降机(4)和与第一丝杠升降机(4)连接且用于带动第一丝杠升降机(4)动作的第一电机(19)，所述第一丝杠升降机(4)上连接有第一丝杠(10)，所述第一丝杠(10)的顶部设置有能够在第一丝杠(10)的带动下沿第一导柱(3-1)和第二导柱(3-2)上下运动的活动工作台(6)，所述活动工作台(6)的两侧分别设置有与第一导柱(3-1)相配合的第一导套(5-1)和与第二导柱(3-2)相配合的第二导套(5-2)，所述活动工 作台(6)的顶部设置有传感器夹具(18)，所述传感器夹具(18)的顶部开有用于安装待测称重测力传感器(17)的传感器安装槽(21);所述标准称重测力传感器运动机构包括设置在上横梁(9)上的第二丝杠升降机(14)和与第二丝杠升降机(14)连接且用于带动第二丝杠升降机(14)动作的第二电机(11)，所述第二丝杠升降机(14)上连接有第二丝杠(22)，所述上横梁(9)上连接有向下伸出的固定柱(8)，所述固定柱(8)的底部固定连接有用于与所述传感器夹具(18)相配合夹紧固定所述待测称重测力传感器(17)的固定板(7)，所述第二丝杠(22)的底部设置有传感器接头(15)，所述传感器接头(15)的底部连接有标准称重测力传感器(16);所述压力预载控制系统包括工业控制计算机(27)以及与所述工业控制计算机(27)相接的数据采集卡(28)、条形码扫描器(29)、标准压力测量仪(31)和待测压力测量仪(32)，每个所述待测称重测力传感器(17)上均粘贴有内部存储有待测称重测力传感器(17)的测试参数的条形码(33)，所述标准称重测力传感器(16)的信号输出端与所述标准压力测量仪(31)的信号输入端相接，所述待测称重测力传感器(17)的信号输出端与所述待测压力测力仪(32)的信号输入端相接，所述多功能数据采集卡(28)上接有用于对第一导套(5-1)向下运动到极限位置进行检测的第一限位开关(34)、用于对第二导套(5-2)向下运动到极限位置进行检测的第二限位开关(35)、用于对第一电机(19)的动作进行控制的电机控制开关(36)和用于对第二电机(11)进行驱动的电机驱动器(37)，所述第一限位开关(34)安装在所述第一导套(5-1)的底部，所述第二限位开关(35)安装在所述第二导套(5-2)的底部，所述电机控制开关(36)串联在第一电机(19)的供电回路中，所述第一电机(19)上设置有用于对所述第一电机(19)的电流进行检测的电流检测电路�？�(38 )，所述电流检测电路�？�(38 )与所述电机控制开关(36 )相接，所述第二电机(11)与所述电机驱动器(37)相接。
2.按照权利要求1所述的称重测力传感器自动压力预载设备，其特征在于:所述下底板(2)通过螺钉固定连接在所述支腿(I)顶部，所述第一导柱(3-1)的上部和下部以及所述第二导柱(3-2)的上部和下部均设置有外螺纹，所述上横梁(9)和下底板(2)上均设置有用于螺纹连接所述第一导柱(3-1)的第一螺纹孔和用于螺纹连接所述第二导柱(3-2)的第二螺纹孔。
3.按照权利要求1所述的称重测力传感器自动压力预载设备，其特征在于:所述第一丝杠升降机(4)通过第一丝杠升降机底座(23)固定连接在所述下底板(2)上，所述第一电机(19)的输出轴通过第一联轴器(24)与所述第一丝杠升降机(4)的输入轴连接，所述支腿(I)的侧面固定连接有用于安装所述第一电机(19)的第一电机座(20);所述第一丝杠(10)的顶部通过丝杠连接法兰(25)与所述活动工作台(6)的底部固定连接，所述活动工作台(6)的底部中间位置处设置有多个用于通过螺钉固定连接所述丝杠连接法兰(25)的第三螺纹孔(39);所述活动工作台(6)的两侧顶部分别设置有多个用于通过螺钉固定连接所述第一导套(5-1)的第四螺纹孔(40)和多个用于通过螺钉固定连接所述第二导套(5-2)的第五螺纹孔(41);所述活动工作台(6)的顶部中间位置处设置有多个用于通过螺钉固定连接所述传感器夹具(18)的第六螺纹孔(42)，所述传感器夹具(18)的底部设置有与第六螺纹孔(42 )相配合的第九螺纹孔(43 )。
4.按照权利要求1所述的称重测力传感器自动压力预载设备，其特征在于:所述第二丝杠升降机(14)通过第二丝杠升降机底座(26)固定连接在所述上横梁(9)上，所述第二电机(11)的输出轴通过第二联轴器(13)与所述第二丝杠升降机(14)的输入轴连接，所述上横梁(9 )上部固定连接有用于安装所述第二电机(11)的第二电机座(12)。
5.按照权利要求1所述的称重测力传感器自动压力预载设备，其特征在于:所述固定柱(8)的上部和下部均设置有外螺纹，所述上横梁(9)上设置有用于螺纹连接所述固定柱(8)的第七螺纹孔，所述固定板(7)上设置有用于螺纹连接所述固定柱(8)的第八螺纹孔；所述传感器接头(15)通过螺钉与所述第二丝杠(22)的底部固定连接，所述标准称重测力传感器(16 )通过螺钉与所述传感器接头(15 )的底部固定连接。
6.按照权利要求1所述的称重测力传感器自动压力预载设备，其特征在于:所述第一电机(19)为交流电机。
7.按照权利要求1所述的称重测力传感器自动压力预载设备，其特征在于:所述第二丝杠升降机(14)为滚珠丝杠升降机。
8.按照权利要求1所 述的称重测力传感器自动压力预载设备，其特征在于:所述第二电机(11)为伺服电机，所述电机驱动器(37)为伺服电机驱动器。
9.按照权利要求1所述的称重测力传感器自动压力预载设备，其特征在于:所述压力预载控制系统设置在压力预载控制柜(30)内，所述压力预载控制柜(30)设置在所述支腿(I)旁侧，所述电机控制开关(36 )为继电器。
10.一种利用如权利要求1所述自动压力预载设备的称重测力传感器自动压力预载方法，其特征在于该方法包括以下步骤: 步骤一、参数初始化:采用所述条形码扫描器(29)读取存储在条形码(33)中的待测称重测力传感器(17)的压力测试参数，并将读取到的压力测试参数实时上传至工业控制计算机(27)，且通过操作工业控制计算机(27)对压力测试参数进行初始化设置； 步骤二、待测称重测力传感器(17)夹装:首先，人工将待测称重测力传感器(17)安装在传感器安装槽(21)内，接着，通过操作工业控制计算机(27)，输入对第一电机(19)的正转控制信号，工业控制计算机(27)将所述动作控制信号通过数据采集卡(28)传输给电机控制开关(36)，控制电机控制开关(36)接通第一电机(19)的供电回路，第一电机(19)驱动第一丝杠升降机(4)带动第一丝杠(10)上行,第一丝杠(10)带动活动工作台(6)、传感器夹具(18)和待测称重测力传感器(17)向上运动，电流检测电路�？�(38)对第一电机(19)的电流进行实时检测并输出给电机控制开关(36)，当检测到的电流值超过电机控制开关(36)允许通过的电流值时，电机控制开关(36)断开第一电机(19)的供电回路,第一电机(19)停止正转，第一丝杠升降机(4)处于自锁状态，此时，待测称重测力传感器(17)被夹装在了固定板(7)与传感器夹具(18)之间； 步骤三、待测称重测力传感器(17)压力加载:首先，所述工业控制计算机(27)通过数据采集卡(28)检测电机控制开关(36)的状态，当检测到所述电机控制开关(36)已断开后，所述工业控制计算机(27 )对所述标准压力测量仪(31)和待测压力测量仪(32 )各进行一次清零校准操作，清零校准结束后，标准压力测量仪(31)读取标准称重测力传感器(16)初始值并传输给工业控制计算机(27)，待测压力测量仪(32)读取待测称重测力传感器(17)初始值并传输给工业控制计算机(27 );然后，通过操作工业控制计算机(27 )，输入对第二电机(11)的正转控制信号，工业控制计算机(27 )将所述正转控制信号通过数据采集卡(28 )传输给电机驱动器(37 )，电 机驱动器(37 )驱动第二电机(11)正转，第二电机(11)驱动第二丝杠升降机(14)下行，第二丝杠升降机(14)带动第二丝杠(22)下行，第二丝杠(22)带动传感器接头(15)和标准称重测力传感器(16)向下运动，标准压力测量仪(31)实时读取标准称重测力传感器(16)检测到的压力值并传输给工业控制计算机(27)，待测压力测量仪(32)实时读取待测称重测力传感器(17)检测到的压力值并传输给工业控制计算机(27)，工业控制计算机(27)对标准压力测量仪(31)和待测压力测量仪(32)实时传输的压力数据进行分析处理，并与步骤一中设置的压力测试参数进行比较，根据比较结果输出相应的第二电机(11)速度控制信号，并通过数据采集卡(28 )传输给电机驱动器(37 )，电机驱动器(37 )根据所述第二电机(11)速度控制信号驱动第二电机(11)正转；当标准称重测力传感器(16)向下运动到接触到所述待测称重测力传感器(17)时，即开始了压力加载过程，所述标准称重测力传感器(16)和待测称重测力传感器(17)受到了相同的压力，标准压力测量仪(31)实时读取标准称重测力传感器(16)检测到的压力值并传输给工业控制计算机(27)，待测压力测量仪(32)实时读取待测称重测力传感器(17)检测到的压力值并传输给工业控制计算机(27)，工业控制计算机(27)对标准压力测量仪(31)和待测压力测量仪(32)实时传输的压力数据进行分析处理，并与步骤一中设置的压力测试参数进行比较，当实时传输的压力数据与步骤一中设置的压力测试参数相等时，工业控制计算机(27)输出第二电机(11)停止动作控制信号，并通过数据采集卡(28)传输给电机驱动器(37)，电机驱动器(37)停止驱动第二电机(11)正转，第二丝杠升降机(14)处于自锁状态，保持一段时间后，工业控制计算机(27)对标准压力测量仪(31)和待测压力测量仪(32)实时传输的压力数据进行读取记录； 步骤四、待测称重测力传感器(17)压力卸载:当工业控制计算机(27)读取记录完压力数据后，工业控制计算机(27)输出第二电机(11)反转一定角度的控制信号，并通过数据采集卡(28)传输给电机驱动器(37)，电机驱动器(37)驱动第二电机(11)反转，第二电机(11)驱动第二丝杠升降机(14)上行，第二丝杠升降机(14)带动第二丝杠(22)上行，第二丝杠(22)带动传感器接头(15)和标准称重测力传感器(16)向上运动，当第二电机(11)反转到一定角度时，所述标准称重测力传感器(16)的下端与所述待测称重测力传感器(17)完全分开，此时，所述工业控制计算机(27)对标准压力测量仪(31)和待测压力测量仪(32)实时传输的压力数据进行读取记录；然后，所述工业控制计算机(27)对所述标准压力测量仪(31)和待测压力测量仪(32)再次各进行一次清零校准操作，清零校准结束后，所述工业控制计算机(27)再次对标准压力测量仪(31)和待测压力测量仪(32)实时传输的压力数据进行读取记录； 步骤五、重复步骤二至步骤四，直至压力预载次数达到了待测称重测力传感器(17)要求的压力预载次数； 步骤六、待测称重测力传感器(17)卸装:压力预载结束后，通过操作工业控制计算机(27),输入对第一电机(19)的反转控制信号，工业控制计算机(27)将所述反转控制信号通过数据采集卡(28 )传输给电机控制开关(36 ),控制电机控制开关(36 )接通第一电机(19 )的供电回路，第一电机(19)驱动第一丝杠升降机(4)带动第一丝杠(10)下行，第一丝杠(10)带动活动工作台(6)、传感器夹具(18)和待测称重测力传感器(17)向下运动，当第一导套(5-1)向下运动到所述第一限位开关(34)接触到下底板(2)的位置，且第二导套(5-2)向下运动到所述第二限位开关(35)接触到下底板(2)的位置时，工业控制计算机(27)通过数据采集卡(28)采集到第一限位开关(34)的信号和第二限位开关(35)的信号，工业控制计算机(27 )输出第一电机(19 )停止反转控制信号，并通过数据采集卡(28 )传输给电机控制开关(36)，控制电机控制开关(36)断开第一电机(19)的供电回路，第一电机(19)停止反转，第一丝杠升降机(4)处于自锁状态，人工将待测称重测力传感器(17)从传感器安装槽(21)内取 出。
全文摘要
本发明公开了一种称重测力传感器自动压力预载设备及方法，包括压力预载装置和压力预载控制系统，压力预载装置包括机架、待测称重测力传感器运动机构和标准称重测力传感器运动机构；压力预载控制系统包括工业控制计算机、数据采集卡、条形码扫描器、标准压力测量仪、待测压力测量仪、电机控制开关和电机驱动器；其方法包括步骤一、参数初始化，二、待测称重测力传感器夹装，三、待测称重测力传感器压力加载，四、待测称重测力传感器压力卸载，步骤五、重复步骤二至步骤四，直至达到要求的压力预载次数，六、待测称重测力传感器卸装。本发明能够提高测试质量，提高生产效率，降低劳动强度，实现成本低，工作可靠性高，实用性强，推广应用价值高。
文档编号G01G23/01GK103090956SQ201310030638
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月27日 优先权日2013年1月27日
发明者赵峰, 尹继武, 宋春明 申请人:陕西理工学院
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
