一种水平翻转标定测试设备的制作方法

1.本发明涉及惯性器件测试技术领域，具体涉及一种水平翻转标定测试设备。


背景技术：

2.由于制作工艺的限制，惯性器件往往存在一定的误差，通过对惯性器件进行标定测试，掌握其误差规律，可以对误差进行补偿，提高惯性器件所构成的仪表的使用精度。惯性器件的水平翻转标定测试需要在专门的水平测试台上进行，而现有的水平测试台的调平工作多依靠人工进行，效率和准确度较低，不利于获得准确的标定测试结果。与此同时，现有的水平测试台对外界震动较为敏感，外界震动传至水平测试台也会影响测试结果的准确度。另外，测试时需要为惯性器件连接供电线和信号传输线，这些线缆对惯性器件有一定的牵制作用，影响了其自然运动，使得测试结果的准确度进一步下降。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种水平翻转标定测试设备，该水平翻转标定测试设备能够自动调整支撑高度、保证测量面水平度。
4.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种水平翻转标定测试设备，包括自调水平测试台和惯性器件测试工装，所述自调水平测试台包括：水平测试面，用于安装所述惯性器件测试工装，为所述惯性器件测试工装提供水平面；固定支点，固定于所述水平测试面的底部，用于支撑所述水平测试面；两个倾角传感器，分别固定于所述水平测试面上，且任意两个所述倾角传感器不平行，用于反馈所述水平测试面与水平面的倾角信息；两个活动控制支点，所述活动控制支点安装于所述水平测试面的底部，所述倾角传感器与所述活动控制支点电性连接，所述活动控制支点用于根据所述倾角传感器的反馈的倾角信息升高或降低，调整所述水平测试面的水平度；所述惯性器件测试工装安装于所述水平测试面的顶面，用于安装惯性器件。
6.在本发明中，优选的，所述活动控制支点为电动伸缩杆，所述电动伸缩杆与所述倾角传感器通过水平控制板电性连接。
7.在本发明中，优选的，所述水平测试面的顶面设有若干测试探针，所述惯性器件测试工装上与所述测试探针对应的位置设有若干测试触点；所述水平测试面的侧面设有与所述测试探针对应的线缆集线器，所述线缆集线器与所述测试探针电性连接；所述测试探针、测试触点及线缆集线器用于为惯性器件供电和传输测试信息。
8.在本发明中，优选的，所述自调水平测试台还包括金属支撑框架，所述金属支撑框架固定于所述固定支点及活动控制支点底部，用于支撑所述固定支点、活动控制支点和水平测试面。
9.在本发明中，优选的，还包括隔震地基，所述隔震地基包括建筑基础、隔震坑和吸震材料，所述金属支撑框架的底部与所述建筑基础固定连接，所述建筑基础埋设于所述隔震坑中，所述隔震坑的内壁与所述建筑基础之间填充有所述吸震材料。
10.在本发明中，优选的，还包括隔震地基，所述隔震地基包括建筑基础、隔震坑和吸震材料，所述固定支点和活动控制支点的底部与所述建筑基础固定连接，所述建筑基础埋设于所述隔震坑中，所述隔震坑的内壁与所述建筑基础之间填充有所述吸震材料。
11.在本发明中，优选的，所述吸震材料为建筑用砂。
12.在本发明中，优选的，两个所述倾角传感器分别平行于两个所述活动控制支点与所述固定支点形成的两条连线。
13.在本发明中，优选的，两个所述活动控制支点与所述固定支点形成的两条连线相互垂直，且两个所述活动控制支点与所述固定支点距离相等。
14.在本发明中，优选的，所述惯性器件测试工装的形状为正方体。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16.本发明的水平翻转标定测试设备设有自调水平测试台和惯性器件测试工装，自调水平测试台利用倾角传感器确定水平测试面与水平状态的差距，根据测量的倾斜的方向和角度调整活动控制支点，使水平测试面达到水平状态，实现了自调水平测试台自动精确地调整至水平状态；通过合理设计自调水平测试台以及惯性器件测试工装上的探针和触点，实现了测试过程中惯性器件供电、信号传输的便捷化，避免了外接线缆的复杂结构以及线缆摆动给标定带来的影响；隔震地基利用吸震材料将周围土地的震动吸收，从而将建筑基础与周围土地的震动隔离开，能够提供安静无震动的测试环境。
附图说明
17.图1为水平翻转标定测试设备的立体结构示意图。
18.图2为自调水平测试台的立体结构示意图。
19.图3为自调水平测试台的前视图。
20.图4为自调水平测试台的后视图。
21.图5为自调水平测试台的左视图。
22.图6为惯性器件测试工装的立体结构示意图。
23.图7为填充有吸震材料的隔震地基的立体结构示意图。
24.图8为未填充吸震材料的隔震地基的立体结构示意图。
25.附图中：1-自调水平测试台、101-水平测试面、1011-测试探针、1012-线缆集线器、102-固定支点、103-倾角传感器、104-活动控制支点、1041-驱动电机、105-水平控制板、106-金属支撑框架、2-惯性器件测试工装、3-隔震地基、301-建筑基础、302-隔震坑、303-吸震材料。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接
到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
28.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
29.请参见图1，本发明一较佳实施方式提供一种水平翻转标定测试设备，包括自调水平测试台1和惯性器件测试工装2。
30.在本实施方式中，如图2至图5所示，自调水平测试台1包括水平测试面101、固定支点102、两个倾角传感器103、两个活动控制支点104。水平测试面101为硬质材料制成，例如大理石等。水平测试面101的形状为长方体，其作用是安装惯性器件测试工装2，为惯性器件测试工装2提供水平面。水平测试面101是否达到水平，如果没有达到水平，其与水平面的倾角有多大，倾角是什么方向，为确定这些信息，在水平测试面101上安装有两个倾角传感器103，该两个倾角传感器103如果方向完全一致，则无法全面确定水平测试面101的倾斜角度，所以将两个倾角传感器103设置成不平行的方向，为降低计算的复杂度，可以将两个倾角传感器103设置成相互垂直的方向。两个倾角传感器103可以均安装在水平测试面101的顶面或侧面，较优的方案是安装在顶面。为了支撑水平测试面101、调整水平测试面101的水平度，水平测试面101的底部安装有一个固定支点102和两个活动控制支点104。两个倾角传感器103与两个活动控制支点104电性连接，它们可以是直接的电性连接，也可以是通过其他器件的电性连接。支点与水平测试面101之间可以固定连接，也可以不连接，而是将水平测试面101放置于三个支点上。由于三点确定一个平面，固定支点102和两个活动控制支点104在理论上可以设置于不重合的任意三个位置，但是为保证平稳地支撑水平测试面101，这三个支点应当分散设置，为了调节水平测试面101时数值计算的方便，可以将三个支点以固定支点102所在直线为对称轴做轴对称的位置设定，即两个固定支点102到固定支点102的距离相等。另外，为了进一步方便调整时的数值计算，适应倾角传感器103的角度，可以设置成两个活动控制支点104与固定支点102形成的两条连线相互垂直，并且两个倾角传感器103分别平行于两个活动控制支点104与固定支点102形成的两条连线，这样利用简单的三角函数计算即可得到是水平测试面101达到水平状态时活动控制支点104需要升高或降低的高度。
31.如图1所示，惯性器件测试工装2安装于所述水平测试面101的顶面，用于安装惯性器件。其中，惯性器件测试工装2应当为规则形状，从而保证其在水平测试面101上的稳定，其最佳的形状为正方体，如图6所示，其外层的正方体的各个面为安装面，使用时将其中一个安装面与水平测试面101贴合、固定连接，内层的正方体的各个面为接触平面，该结构中充分保证六个安装平面和六个接触平面的几何绝对正交性。
32.如图2所示，本实施方式的自调水平测试台1利用倾角传感器103确定水平测试面101与水平状态的差距，根据测量的倾斜的方向和角度调整活动控制支点104，使水平测试面101达到水平状态，实现了自调水平测试台1自动精确地调整至水平状态；将两个活动控制支点104与固定支点102设置成等腰直角三角形，两个倾角传感器103分别平行于两个活
动控制支点104与固定支点102形成的两条连线，可以讲话数据计算过程，提高水平调节的效率。
33.如图2至图5所示，本实施方式中，优选的，活动控制支点104为电动伸缩杆，电动伸缩杆与倾角传感器103通过水平控制板105电性连接。活动支点需要电信号精准控制其升高和降低的高度，因此可以选择电动伸缩杆，可以采用蜗杆、齿轮等部件在驱动电机1041与伸缩杆之间进行传动。伸缩杆作为支点，与水平测试面101接触，而驱动电机1041可以设置在水平测试面101下方、伸缩杆的旁边。两个活动控制支点104的驱动电机1041均与水平控制板105电性连接，两个倾角传感器103也都与水平控制板105电性连接，这样就可以将倾角传感器103反馈的信息通过水平控制板105计算得到活动控制支点104需要调整的高度，然后控制驱动电机1041实现该调整高度，从而完成水平测试面101的水平度的调整。
34.如图2至图5所示，本实施方式中，优选的，水平测试面101的顶面设有若干测试探针1011，惯性器件测试工装2上与测试探针1011对应的位置设有若干测试触点，水平测试面101的侧面设有与测试探针1011对应的线缆集线器1012，测试探针1011包括了信号传输探针和供电探针两类，均通过线缆将探针连接到水平测试面101侧面的线缆集线器1012上。测试过程中，将惯性器件测试工装2按照既定位置摆放稳妥，即将自调水平测试台1上的测试探针1011与惯性器件测试工装2上的测试触点一一对应并充分接触。可通过侧面的集线器按照电压、电流需求给测试探针1011供电，同时通过集线器将所需要的测试信号与测试数据采集终端连接、获取测试信号。如此，可以实现对惯性器件测试工装2上所安装被测惯性器件的供电和信号连接，避免了外接线缆的复杂结构以及线缆摆动给标定带来的影响。
35.如图2至图5所示，本实施方式中，优选的，自调水平测试台1还包括金属支撑框架106，金属支撑框架106形状为长方体，固定于固定支点102及活动控制支点104底部，用于支撑固定支点102、活动控制支点104和水平测试面101。金属支撑框架106顶部的横梁与固定支点102和活动控制支点104固定连接，活动控制支点104的驱动电机1041和水平控制板105可以直接固定在金属支撑框架106顶部的横梁上。在自调水平测试台1底部增加金属支撑框架106，提升了水平测试面101的高度，使工作人员进行测试工作更加方便。
36.本实施方式中，优选的，水平翻转标定测试设备还包括隔震地基3，如图7和图8所示，隔震地基3包括建筑基础301、隔震坑302和吸震材料303。建筑基础301为长方体，由建筑混凝土浇筑而成，其顶面用于支撑、固定连接自调水平测试台1，自调水平测试台1包括金属支撑框架106时，金属支撑框架106的底部与建筑基础301的顶面固定连接；自调水平测试台1不包括金属支撑框架106时，固定支点102和活动控制支点104的底部分别与建筑基础301直接固定连接。建筑基础301与金属支撑框架106或固定支点102及活动控制支点104固定连接，可采用膨胀螺栓。建筑基础301埋设于隔震坑302中，隔震坑302的深度与建筑基础301的高度基本相等，其底面积应当大于建筑基础301的底面积，使建筑基础301位于隔震坑302的中心位置，建筑基础301的四周与隔震坑302均留有一定的空隙，在隔震坑302的内壁与建筑基础301之间空隙填充有吸震材料303。吸震材料303一般为松散结构，能够均匀地填充到隔震坑302的空隙中，从四周挤压建筑基础301，使其保持稳定直立状态，同时隔震坑302周边发生震动传导至吸震材料303时，吸震材料303的松散结构又能吸收震动的能量，使震动不会传导至建筑基础301上，从而将震动隔离在建筑基础301以外，为自调水平测试台1提供一个安静无震动的环境。优选的，吸震材料303可以采用建筑用砂，因其易得性，并且具有良好
的隔震效果。例如，建筑基础301高度为2米，在地面向下开挖深度不少于2米、面积不少于自调水平测试台1向四周扩大1米的隔震坑302。此隔震坑302内部沿内壁向内20cm浇筑混凝土形成建筑基础301，建筑基础301与内壁之间使用建筑用砂回填，由此可以充分保证建筑基础301上所承载的试验设备不受到外部人员走动、附近地面其他工业设备的震动干扰。
37.工作原理：
38.对惯性器件进行水平翻转标定测试时，首先将隔震地基3和自调水平测试台1依次安装好；然后利用水平控制板105接收倾角传感器103反馈的倾角信息，根据倾角信息控制两个活动控制支点104升高或降低一定的高度，使水平测试面101与水平的倾角逐渐减小为零，即水平测试面101达到水平状态，这一过程可以是技术人员通过水平控制板105控制实现，也可以是水平控制板105中预设程序控制实现；接着，将被测惯性器件置于惯性器件测试工装2内，将惯性器件测试工装2放置于水平测试面101上的特定位置，使对应的测试探针1011与测试触点充分接触，线缆集线器1012连接外部的供电设备和信息采集设备，供电设备和信息采集设备即可通过“线缆集线器-测试探针-测试触点”之间的电性连接为被测惯性器件供电、采集被测惯性器件的被测数据，从而完成标定测试工作。
39.上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。