一种利用力传感器校准测力环的方法与流程

1.本发明属于测力环领域，涉及仪器校准技术，具体是一种利用力传感器校准测力环的方法。


背景技术：

2.塔式起重机测力环起重量限制器的标定一般是在现场吊重实际重量的砝码，对测力环内的对应限位开关进行对应的限位标定，随着近年来装配式建筑的兴起，塔式起重机载荷吨位越来越大，在现场实际吊重来标定测力环起重量限制器，工期长、成本高，已经不适应时代的发展；现有的标准拉力机，只能设定一个恒定力值，拉力机拉到设定值人工去调整对应限位开关，当有4个限位开关就需要分别设定4次，并且同一种规格的型号在进行下次测试的时候又需要重新输入参数；另外，开关的力值范围检测结果经纸质记录后即被删除，因此后续对开关检测参数的调取过程繁琐；公告号为cn110887734a的发明专利揭示了一种基础承载比测量下沉量校准装置，能够在料桶内添加需要测试的材质，然后把料桶放入升降盘上，让连接杆底部的卡合柱与升降盘进行卡合定位，然后再把固定螺栓贯穿固定盘与升降盘连接，从而对料桶进行定位，能够让料桶在升降盘上的位置不会发生偏移，使贯入杆在贯入的时候不会出现偏心的情况，让实验的结果更加的精确；然而该基础承载比测量下沉量校准装置在连续进行对此偏心检测时，每一次在检测开始之前均需要对参数进行设置，从而导致检测速度降低，检测效率下降；针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种利用力传感器校准测力环的方法，用于解决现有的拉力机无法设定多个恒定力值依次对多个限位开关进行检测的问题。
4.本发明需要解决的技术问题为：如何提供一种可以对多个限位开关依次进行检测的校准测力环的方法。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种利用力传感器校准测力环的方法，包括以下步骤：步骤一：对拉力机进行调试，并将测力环安装在拉力机的检验工装上；步骤二：对负载传感器进行校准与修正；步骤三：设定开关预设值n1，以5mm/min的位移速度进行加载，直至负载传感器输出数值为0.2kn，将拉力值拉到n1*（1
±
x%），x为数量常量；步骤四：手动对开关进行调整，直到对应状态灯亮起后，按下检测按钮；步骤五：拉力机卸力到设定值的n1*85%，然后再拉到n1*(1 x%)，若状态灯亮起，则第一个开关合格，且力值范围为n1*（1-x%）至n1*（1 x%），将力值范围发送至数据处理模块，
跳转至下一步；若状态灯不亮，跳转至步骤三，即设置力值保持，对开关重新调整并按下检测按钮重新检测；步骤六：重复步骤四至步骤五，对下一个开关进行检测，直至所有开关检测完成。
6.作为本发明的一种优选实施方式，步骤二中负载传感器的校准过程包括：选择要校准的传感器；设置校准需要的速度；试验力清零，位移清零；输入校准值；放好测力环，设定下降的速度，然后控制试验力加载；当测力环上读数达到校准值后，显示值将自动调整到校准值；校准完成。
7.作为本发明的一种优选实施方式，步骤二中负载传感器的修正过程包括：设定修正级数，对目标值进行自动修改；设置修正进行次数和是否测回程数据；设定好以后选中修正列表中的第一行，放好测力环，控制试验力缓慢的接近第一级的目标值，当测力环达到标目标值后，将当前的力值记录下来；同时自动切换到第二行，继续进行下一个点的校准，直至完成最后一次校准的最后一个点。
8.作为本发明的一种优选实施方式，拉力机包括工作台，所述工作台顶部固定安装有均匀分布的立柱，均匀分布的立柱的顶部之间固定安装有上横梁，所述上横梁与工作平台之间转动连接有两个相对称的滚珠丝杠，两个所述滚珠丝杠的外表面之间活动连接有中横梁，所述中横梁的底面固定安装有两个相对称的导向杆，两个所述导向杆底部的外表面之间固定安装有拉力板，所述拉力板的底部设置有两个相对称的楔套连接件，所述拉力板的顶面与底面之间贯穿设置有吊装板连接座，所述吊装板连接座的底部设置有吊环拉伸辅具，所述吊装板连接座的顶部设置有上拉伸轴，所述上拉伸轴的顶部穿过中横梁并设置有负载传感器；所述工作台顶部设置有下拉升座，所述下拉升座的顶部与吊环拉伸辅具的底部设置有检验工装，测力环设置在两个检验工装之间。
9.作为本发明的一种优选实施方式，所述工作台顶部还设置有处理器，处理器通信连接有数据处理模块、存储模块、输入模块以及显示模块；数据处理模块用于接收到力值范围后对力值范围与开关进行匹配并生成调取码，将调取码与开关的力值范围发送至存储模块进行存储；输入模块用于对开关的力值范围进行调取并将调取的力值范围发送至显示模块进行显示。
10.作为本发明的一种优选实施方式，通过数据处理模块生成调取码的过程包括：获取开关的检测批次并标记为pc，获取开关在检测批次中的排序并标记为px，将pc与px进行组合得到调取码，调取码以pc-px的形式生成，将开关的力值范围与调取码pc-px进行匹配。
11.作为本发明的一种优选实施方式，通过输入模块对力值范围进行调取的过程包括：在输入模块中输入调取码并将调取码发送至处理器，处理器接收到调取码后将调取码发送至存储模块，存储模块接收到调取码后将接收的调取码与存储的调取码进行比对：若接收的调取码与存储的调取码不一致，则选取下一个存储的调取码进行比对；若接收的调取码与存储的调取码一致，则将存储的调取码对应的力值范围通过处理器发送至显示模块进行显示。
12.本发明具备下述有益效果：1、本发明可以同时记录力-时间，变形-时间，位移-时间、应力-时间、应变-时间、力-变形、力-位移、应力-应变等参数变化并生成各项参数变化曲线，因此可随时根据各项
参数变化曲线随时切换观察，实现高速采样，检测过程全程显示试验力及峰值，提高检测结果的显示直观性；2、本发明采用人机交互方式分析计算测试材料的机械性能指标，试验结束时自动计算弹性模量、屈服强度、塑性延伸应力等（试验方法不同，分析的数据也会不同），在自动分析的基础上，还可以人工修正分析结果，提高分析的准确性；3、本发明可以对检测过程的数据、曲线进行匹配存储，通过数据处理模块生成调取码并将调取码与开关进行匹配，在完成数据处理后进行输出存储，同样的，在数据调取时通过输入模块输入调取码即可将检测数据通过显示模块进行显示，简化了数据存储与调取的便捷性；4、本发明通过滚珠丝杠的驱动方式控制中横梁上升或下降，保证拉力检测过程中吊装板的移动稳定性，负载传感器通过上拉伸轴贯穿中横梁，保证测力结果的准确性。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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。
14.图1为本发明实施例一的方法流程图；图2为本发明实施例二的结构主视图；图3为本发明图2中a处结构的放大示意图；图4为本发明实施例三的原理框图。
15.图中：1、工作台；2、立柱；3、上横梁；4、滚珠丝杠；5、中横梁；6、导向杆；7、拉力板；8、吊装板连接座；9、吊环拉伸辅具；10、上拉伸轴；11、负载传感器；12、下拉升座；13、检验工装。
具体实施方式
16.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
17.实施例一请参阅图1所示，一种利用力传感器校准测力环的方法，包括以下步骤：步骤一：对拉力机进行调试，并将测力环安装在拉力机的检验工装13上；步骤二：对负载传感器11进行校准，选择要校准的传感器；设置校准需要的速度；试验力清零，位移清零；输入校准值；放好测力环，设定下降的速度（默认是7级速度可供选择），然后控制试验力加载；当测力环上读数达到校准值后（一般取最大量程的50%，且修正值的设定必须递增，并且不能超过量程），显示值将自动调整到校准值，校准完成；对负载传感器11进行修正，设定修正级数（最多20级），对目标值进行自动修改（若有不合适亦可手动修改目标值）；设置修正进行次数和是否测回程数据；设定好以后选中修正列表中的第一
行，放好测力环，控制试验力缓慢的接近第一级的目标值，当测力环达到标目标值后，将当前的力值记录下来；同时自动切换到第二行，继续进行下一个点的校准，直至完成最后一次校准的最后一个点；步骤三：设定开关预设值n1，以5mm/min的位移速度进行加载，直至负载传感器11输出数值为0.2kn，将拉力值拉到n1*（1
±
x%），x的数值可以自行设置；步骤四：手动对开关进行调整，直到对应状态灯亮起后，按下检测按钮；步骤五：拉力机卸力到设定值的n1*85%，然后再拉到n1*(1 x%)，若状态灯亮起，则第一个开关合格，且力值范围为n1*（1-x%）至n1*（1 x%），将检测过程的各项参数发送至数据处理模块，跳转至下一步；若状态灯不亮，跳转至步骤三，即设置力值保持，对开关重新调整并按下检测按钮重新检测；步骤六：重复步骤四至步骤五，对下一个开关进行检测，直至所有开关检测完成。
18.闭环控制时必须保证机器在一个稳定的刚性下控制，而机器刚接触试样时是刚性最不稳定的阶段，所以需要先用位移控制加载，达到一定的力值后再转到闭环控制；所以力和变形控制都有一项预紧力和预紧速度参数，此项参数根据机器自由设定。
19.需要说明的是，当拉力机周围存在磁场、电场、大型设备时，对拉力机采集信号会造成干扰，表现为试验力、位移等信号有瞬间波动，此时可以选择峰值滤波来去除干扰，滤波类型分为最大量程的百分之多少和多少kn两种方式。
20.本技术采用的测量系统，包括pentium mmx2g内存以上pc机，svga彩色显示器（支持1024*768或以上显示分辨率），鼠标、各种打印机；本系统支持电脑内置stc采集卡和外置sed控制器两种采集器，用户可根据主机的需求选择不同的采集器，真正做到自由、灵活，数据是整个测量系统的核心，因为整个试验过程是围绕数据为中心进行的，从试件数据到测试数据，再到分析数据。
21.sed控制器是通过usb接口直接连接到计算机，通过控制线连接到试验机；即可实现微机自动测量与控制，真正做到即插即测。
22.stc采集卡 (universal testing card）是基于 pci/pcie 接口的微机内置式万能试验卡，符合pci 2.3规格（pcie3.0规格）。该卡可直接插入微机的任一pci（pcie）插槽中，通过简单的连线，直接连接到试验机，即可实现微机自动测量与控制，真正做到即插即测（plug&test）。
23.实施例二请参阅图2-3所示，拉力机包括工作台1，工作台1顶部固定安装有均匀分布的立柱2，均匀分布的立柱2的顶部之间固定安装有上横梁3，上横梁3与工作平台之间转动连接有两个相对称的滚珠丝杠4，通过滚珠丝杠4的驱动方式控制中横梁5上升或下降，保证拉力检测过程中吊装板的移动稳定性，负载传感器11通过上拉伸轴10贯穿中横梁5，保证测力结果的准确性，两个滚珠丝杠4的外表面之间活动连接有中横梁5，中横梁5的底面固定安装有两个相对称的导向杆6，两个导向杆6底部的外表面之间固定安装有拉力板7，拉力板7的底部设置有两个相对称的楔套连接件，拉力板7的顶面与底面之间贯穿设置有吊装板连接座8，吊装板连接座8的底部设置有吊环拉伸辅具9，吊装板连接座8的顶部设置有上拉伸轴10，上拉伸轴10的顶部穿过中横梁5并设置有负载传感器11，负载传感器11（force sensor） 将力的量值转换为相关电信号的器件，力是引起物质运动变化的直接原因，负载传感器11能检
测张力、拉力、压力、重量、扭矩、内应力和应变等力学量，具体的器件有金属应变片、压负载传感器11等，在动力设备、工程机械、各类工作母机和工业自动化系统中，成为不可缺少的核心部件；工作台1顶部设置有下拉升座12，下拉升座12的顶部与吊环拉伸辅具9的底部设置有检验工装13，工装即工艺装备：指制造过程中所用的各种工具的总称，包括刀具/夹具/模具/量具/检具/辅具/钳工工具/工位器具等，工装为其通用简称，本技术拉力机中的检测工装为检具；测力环设置在两个检验工装13之间，测力环是一个精密计量仪器，因此，用户在操作过程中务必小心，如果是第一次压环，可以先用合适的试样代替测力环进行加载、保压和卸载模拟压环过程，熟练以后再使用测力环，工作台1的底部固定安装有均匀分布的底座，均匀分布的底座的底部之间固定安装有支架，支架底面的四角处均设置有调节脚座。
24.实施例三请参阅图4所示，工作台1顶部还设置有处理器，处理器通信连接有数据处理模块、存储模块、输入模块以及显示模块。
25.数据处理模块接收到检测参数后对检测参数与开关进行匹配，检测参数包括力-时间，变形-时间，位移-时间、应力-时间、应变-时间、力-变形、力-位移、应力-应变等参数与曲线，从而可以同时记录力-时间，变形-时间，位移-时间、应力-时间、应变-时间、力-变形、力-位移、应力-应变等参数变化并生成各项参数变化曲线，因此可随时根据各项参数变化曲线随时切换观察，实现高速采样，检测过程全程显示试验力及峰值，提高检测结果的显示直观性，检测参数与开关的匹配过程包括：获取开关的检测批次并标记为pc，获取开关在检测批次中的排序并标记为px，将pc与px进行组合得到调取码，调取码以pc-px的形式生成，将开关的力值范围与调取码pc-px进行匹配，将调取码pc-px与力值范围发送至存储模块，通过数据处理模块生成调取码并将调取码与开关进行匹配，在完成数据处理后进行输出存储。
26.输入模块用于对开关的力值范围进行调取：在输入模块中输入调取码并将调取码发送至处理器，处理器接收到调取码后将调取码发送至存储模块，存储模块接收到调取码后将接收的调取码与存储的调取码进行比对，若接收的调取码与存储的调取码不一致，则选取下一个存储的调取码进行比对；若接收的调取码与存储的调取码一致，则将存储的调取码对应的检测参数通过处理器发送至显示模块进行显示，在数据调取时通过输入模块输入调取码即可将检测数据通过显示模块进行显示，简化了数据存储与调取的便捷性。
27.一种利用力传感器校准测力环的方法，工作时，设定开关预设值n1，以5mm/min的位移速度进行加载，直至负载传感器11输出数值为0.2kn，将拉力值拉到n1*（1
±
x%）；手动对开关进行调整，直到对应状态灯亮起后，按下检测按钮；拉力机卸力到设定值的n1*85%，然后再拉到n1*(1 x%)，若状态灯亮起，则第一个开关合格，且力值范围为n1*（1-x%）至n1*（1 x%）；即设置力值保持，对开关重新调整并按下检测按钮重新检测。
28.以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。