用于疲劳试验机的标准测力仪及动态力校准系统

669 编辑：中冶有色技术网来源：贵州航天计量测试技术研究所

2024-03-14 16:48:08

权利要求书： 1.一种用于疲劳试验机的标准测力仪，其特征在于，包括；横向力传感器(4)和两个可转换专用工装(3)；所述横向力传感器(4)的一端通过第一可转换专用工装(31)与疲劳试验机横向动轴(1)固定连接，所述横向力传感器(4)的另一端通过第二可转换专用工装(32)与疲劳试验机负荷传感器(7)连接，并固定在所述疲劳试验机的固定轴(6)上；所述横向力传感器(4)和第一可转换专用工装(31)通过横向动轴(1)固定在工位上；其中，所述横向力传感器用于检测疲劳试验机的动静态横向力。

2.根据权利要求1所述的用于疲劳试验机的标准测力仪，其特征在于，所述横向力传感器(4)与所述可转换专用工装(3)通过螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的用于疲劳试验机的标准测力仪，其特征在于，所述第一可转换专用工装(31)和所述第二可转换专用工装(32)上均套设有背紧螺母(8)，配合设置锁紧装置(2)，将连接有第一可转换专用工装(31)和第二可转换专用工装(32)的横向力传感器(4)稳定固定在所述横向动轴和固定轴(6)上。

4.一种卧式疲劳试验机动静态力校准系统，其特征在于，包括权利要求1?3任一所述的标准测力仪，用于获取所述标准测力仪采集的动静态横向力，对所述动静态横向力进行分析的动态数据采集装置，用于获取动态数据采集装置处理后的数据，按照预设方式进行存储和显示的上位机；所述标准测力仪安装在被校验的疲劳试验机上。

5.根据权利要求4所述的卧式疲劳试验机动静态力校准系统，其特征在于，所述标准测力仪的两端分别通过套设的可转换专用工装和相应配置的锁紧装置，一端固定在所述疲劳试验机的横向动轴，另一端固定在所述疲劳试验机的固定轴上。

6.根据权利要求4所述的卧式疲劳试验机动静态力校准系统，其特征在于，所述动态数据采集装置包括动态信号分析模块、动态模块和静态模块；所述动态模块用于获取和存储动态横向力，所述静态模块用于获取和存储静态横向力；所述动态信号分析模块用于对所述动态模块获取的动态横向力按照预设分析方法进行分析、计算。

7.根据权利要求4所述的卧式疲劳试验机动静态力校准系统，其特征在于，所述上位机用于记录给定条件下所述疲劳试验机波形的峰值及峰谷值；其中，所述给定条件包括：给定动静态力、给定不同频率、不同平均试验力动态力和不同动态力。

8.根据权利要求4所述的卧式疲劳试验机动静态力校准系统，其特征在于，所述标准测力仪的横向力传感器通过专用传感器线与所述动态数据采集装置连接，所述动态数据采集装置通过专用信号传输线与所述上位机相连。

9.根据权利要求8所述的卧式疲劳试验机动静态力校准系统，其特征在于，所述专用信号传输线包括RS232总线、RS485总线、CAN总线。

说明书：一种用于疲劳试验机的标准测力仪及动态力校准系统技术领域[0001] 本发明涉及动静态力测试技术领域，特别是涉及一种用于疲劳试验机的标准测力仪及动态力校准系统。

背景技术[0002] 卧式疲劳试验机动静态力是设计定型阶段的重要指标，它反映了卧式疲劳试验机动静态力值参数的精度，对于其设计研发卧式疲劳试验机具有非常重要的指导意义。但目

前还没有卧式疲劳动态力的校准方法，无法用常规动态力校准技术对其横向动态力进行校

准。传统的疲劳试验机动态试验方法主要为垂直拉压法，此类测试方法存在水平、负荷传感

器限制，无法对横向运行的动态力进行校准。

发明内容[0003] 为了解决现有技术中无法对横向运行的动态力进行校准的技术问题，本发明实施例提供一种用于疲劳试验机的标准测力仪及动静态力校准系统，该系统能够对卧式疲劳试

验机动静态力进行校准，通过对卧式疲劳试验机动轴及负荷传感器对应位置加螺纹连接

杆，连接横向动静态力专用传感器。为测得稳定的动态力，需在传感器的两端螺纹设置背紧

螺母，以对过零点时往复动态力进行精确记录。所谓动态力即为循环力峰值及峰谷值显示

值，动态力误差,将10次峰值及峰谷值求得均值，计算出峰值及峰谷值误差。其具体技术方

案如下：

[0004] 第一方面，提供一种用于疲劳试验机的标准测力仪，包括；横向力传感器和两个可转换专用工装；所述横向力传感器的一端通过第一可转换专用工装与疲劳试验机横向动轴

固定连接，所述横向力传感器的另一端通过第二可转换专用工装与疲劳试验机负荷传感器

连接，并固定在所述疲劳试验机的固定轴上；所述横向力传感器和第一可转换专用工装通

过横向动轴固定在工位上；其中，所述横向力传感器用于检测疲劳试验机的动静态横向力。

[0005] 进一步的，所述横向力传感器与所述可转换专用工装通过螺纹连接。[0006] 进一步的，所述第一可转换专用工装和所述第二可转换专用工装上均套设有背紧螺母，配合设置锁紧装置，将连接有第一可转换专用工装和第二可转换专用工装的横向力

传感器稳定固定在所述横向动轴和固定轴上。

[0007] 第二方面提供一种卧式疲劳试验机动态力校准系统，包括上述任一所述的标准测力仪，用于获取所述标准测力仪采集的动静态横向力，并对所述动静态横向力进行分析的

动态数据采集装置，用于获取动态数据采集装置处理后的数据，按照预设方式进行存储和

显示的上位机；所述标准测力仪安装在被校验的疲劳试验机上。

[0008] 进一步的，所述标准测力仪的两端分别通过套设的可转换专用工装和相应配置的锁紧装置，一端固定在所述疲劳试验机的横向动轴，另一端固定在所述疲劳试验机的固定

轴上。

[0009] 进一步的，所述动态数据采集装置包括动态信号分析模块、动态模块和静态模块；所述动态模块用于获取和存储动态横向力，所述静态模块用于获取和存储静态横向力；所

述动态信号分析模块用于对所述动态模块获取的动态横向力按照预设分析方法进行分析、

计算。

[0010] 进一步的，所述上位机用于记录给定条件下所述疲劳试验机波形的峰值及峰谷值；其中，所述给定条件包括：给定动静态力、给定不同频率、不同平均试验力动态力和不同

动态力。

[0011] 进一步的，所述标准测力仪的横向力传感器通过专用传感器线与所述动态数据采集装置连接，所述动态数据采集装置通过专用信号传输线与所述上位机相连。

[0012] 进一步的，所述专用信号传输线包括RS232总线、RS485总线、CAN总线。[0013] (3)有益效果[0014] 综上，本发明提供的一种用于疲劳试验机的标准测力仪及动态力校准系统，该系统包括用于测试疲劳试验机的动静态横向力数据的标准测力仪，用于获取标准测力仪采集

的动静态横向力，并对动静态横向力进行分析的动态数据采集装置，用于获取动态数据采

集装置处理后的数据，按照预设方式进行存储和显示的上位机；标准测力仪安装在被校验

的疲劳试验机上。本发明通过加装包括有用于测量疲劳试验机动静态横向力的传感器的标

准测力仪测量动静态横向力，动态数据采集装置对采集的数据进行计算和分析，最终在上

位机上进行显示，解决了现有疲劳试验机不能测量横向力的缺陷。为疲劳试验机安装好该

标准测力仪，即可在无人工的情况下进行试验，操作简单易行，自动化程度较高。

[0015] 进一步的，本发明通过对卧式疲劳试验机动轴及负荷传感器对应位置加可转换专用工装，连接横向动静态力传感器。为测得稳定的动态力，在传感器的两端螺纹设置背紧螺

母，以及锁紧装置以对过零点时往复动态力进行精确记录。所谓动态力即为循环力峰值及

峰谷值显示值，动态力误差,将10次峰值及峰谷值求得均值，计算出峰值及峰谷值误差。

附图说明[0016] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于

本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他

的附图。

[0017] 图1是本发明实施例的一种用于疲劳试验机的动态力校准系统的总体结构示意图。

[0018] 图2是本发明实施例的一种用于疲劳试验机的动态力校准系统的原理图。[0019] 图3为本发明实施例的一种用于疲劳试验机的动态力校准系统的可转换专用工装示意图。

[0020] 图中：1?横向动轴，2?锁紧装置，31?第一可转换专用工装，32?第二可转换专用工装4?横向力专用传感器，5?锁紧装置，6?固定轴，7?试验机负荷传感器，8?背紧螺母，9?动态

数据采集装置，10?上位机，11?工位。

具体实施方式[0021] 下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明

不限于所描述的实施例，在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的

任何修改、替换和改进。

[0022] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本申请。

[0023] 参见图1是本发明实施例的一种用于疲劳试验机的动态力校准系统的总体结构示意图，该系统包括用于测量疲劳试验机动静态横向力的标准测力仪，对所述动静态横向力

进行分析的动态数据采集装置，用于获取动态数据采集装置处理后的数据，按照预设方式

进行存储和显示的上位机；所述标准测力仪安装在被校验的疲劳试验机上。

[0024] 标准测力仪由横向力专用传感器和可转换专用工装组成，标准测力仪用背紧螺母一端紧固在卧式疲劳试验机横向动轴，一端同样连接专用工装，与试验机负荷传感器固定

连接在测试架上。当卧式疲劳试验机通过施力机构施加一个动态力值时，标准测力仪将实

时反馈的动态信号传输到动态数据采集系统，动态数据采集系统中的动态模块将采集到的

波形实时反馈到分析软件，通过计算波形的峰值和谷值来判定动态力值的准确性。上位机

用于将测得的动态信号波形显示，并包含相应的上位机软件用于设置静态力及动态力采

集、采样频率、滤波形式、动态信号分析等功能。

[0025] 本发明实际校准在工位11上完成，参见图2是本发明实施例的一种用于疲劳试验机的动态力校准系统的原理图，实际校准前，将所述横向力传感器4的一端通过第一可转换

专用工装31与疲劳试验机横向动轴1固定连接，所述横向力传感器4的另一端通过第二可转

换专用工装32与疲劳试验机负荷传感器7连接，并固定在所述疲劳试验机的固定轴6上；所

述横向力传感器4和第一可转换专用工装31通过横向动轴1固定在工位上；其中，所述横向

力传感器用于检测疲劳试验机的动静态横向力。所述横向力传感器4与所述可转换专用工

装3通过螺纹连接。连接完毕后，横向力专用传感器4与动态数据采集系统9通过专用传感器

线相连，再将动态数据采集系统9与上位机10用专用信号传输线相连后便可进行测试。

[0026] 采用多系列螺纹工装接头，与设备组合性好、可扩展性强。该工装留有螺纹通孔，以便于使用背紧螺母和卧式疲劳试验机横向动轴和固定轴连接端相连，这种连接方式消除

了标准测力仪自重对动静态力值的影响，也在一定程度上保证了校准装置上下两轴的同轴

性，同时也具备良好的刚性和可靠性，使得测量数据更加真实准确。

[0027] 上述第一可转换专用工装和第二可转换专用工装均为相同的工装，其结构示意图见图3，图3为本发明实施例的一种用于疲劳试验机的动态力校准系统的可转换专用工装示

意图。

[0028] 在本发明实施例中，上述动态数据采集装置包括动态信号分析模块、动态模块和静态模块；所述动态模块用于获取和存储动态横向力，所述静态模块用于获取和存储静态

横向力；所述动态信号分析模块用于对所述动态模块获取的动态横向力按照预设分析方法

进行分析、计算。

[0029] 所述上位机用于记录给定条件下所述疲劳试验机波形的峰值及峰谷值；其中，所述给定条件包括：给定动静态力、给定不同频率、不同平均试验力动态力和不同动态力。

[0030] 所述标准测力仪的横向力传感器通过专用传感器线与所述动态数据采集装置连接，所述动态数据采集装置通过专用信号传输线与所述上位机相连。优选的，所述专用信号

传输线包括RS232总线、RS485总线、CAN总线等。

[0031] 综上，本发明提供的一种用于疲劳试验机的标准测力仪及动态力校准系统，该系统包括用于测试疲劳试验机的动静态横向力数据的标准测力仪，用于获取标准测力仪采集

的动静态横向力，并对动静态横向力进行分析的动态数据采集装置，用于获取动态数据采

集装置处理后的数据，按照预设方式进行存储和显示的上位机；标准测力仪安装在被校验

的疲劳试验机上。本发明通过加装包括有用于测量疲劳试验机动静态横向力的传感器的标

准测力仪测量动静态横向力，动态数据采集装置对采集的数据进行计算和分析，最终在上

位机上进行显示，解决了现有疲劳试验机不能测量横向力的缺陷。为疲劳试验机安装好该

标准测力仪，即可在无人工的情况下进行试验，操作简单易行，自动化程度较高。

[0032] 进一步的，本发明通过对卧式疲劳试验机动轴及负荷传感器对应位置加可转换专用工装，连接横向动静态力传感器。为测得稳定的动态力，在传感器的两端螺纹设置背紧螺

母，以及锁紧装置以对过零点时往复动态力进行精确记录。所谓动态力即为循环力峰值及

峰谷值显示值，动态力误差,将10次峰值及峰谷值求得均值，计算出峰值及峰谷值误差。

[0033] 以上所述仅为本申请的实施例而已，并不限制于本申请。在不脱离本发明的范围的情况下对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和

原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围内。