论文部分内容阅读
在制造领域及工程应用等诸多领域,材料及器件的应变和形变的精确测量越来越重要,例如应变测量在飞机制造的性能测试,轨道交通的安全运行监测,桥梁健康监测等方面具有十分重要的作用。应变的精确测量离不开高精度的应变计量溯源体系,因此,建立应变测量传感器计量标准装置对提升我国应变测量的准确性和一致性具有重要意义。本文针对建立应变测量传感器计量标准装置的关键技术进行了研究。首先,通过研究应变测量方法和分析应变测量传感器的测量原理,并参照相关国家标准和技术规范,提出了一组关键计量特性用于表征应变测量传感器的测量性能,给出了一种应变测量传感器校准方法。其次,设计了应变测量传感器校准装置的机械执行系统,实现应变测量传感器标距范围从5mm至500mm自由调节,对应的测长稳定性优于50nm;基于迈克尔逊激光干涉法测长技术设计的高精度光学测量系统,分辨力达到1nm,能够很好的满足了电阻式、振弦式、光纤光栅应变测量传感器的校准需要。再次,基于日本安川直流伺服电机、电机驱动器、智能控制器等电子元器件,研制了高精度运动控制系统;基于美国NI公司、德国HBM等公司的应变采集仪器,集成设计了应变信号采集系统。然后,基于Visual Studio编译器,采用C#语言,编写了一套控制电机运动的软件,实现了应变计校准中运动的高精度控制,提高了校准的精度和校准速度;编写一套计量特性分析软件,提高了校准数据处理的速度。最后,开展了振弦式应变传感器的计量特性校准实验,结合测量过程提出了一种应变测量传感器计量特性的计算方法,并进行了测量不确定度评定。