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针对 ICP 型及压电式高阻抗输出型冲击波压力传感器系统，为了能有效通过 标定或校准真实反映系统的低频特性及零频特性，设计了一种能产生压力脉宽为 0.8ms~12ms，幅度 0.1MPa~50MPa 的基于落锤液压标定的准静态校准装置，为 使校准装置按设定程序有序工作，研制了相应的 PLC 与触摸屏相结合的控制系 统。

1.2 国内外研究现状

1.3 本文工作及研究内容

在所研制的低频校准装置的基础上，进行低频校准装置控制系统研制，实现 落锤液压标定装置在校准过程中的各种运动动作的精确控制。通过控制电路、 PLC 单片机等的结合使用，实现校准装置的落锤控制。通过 PLC 作为系统的控 制核心，完成对校准装置各功能动作的协调控制以及各运动位置检测；使用触摸 屏作为校准装置的现场调试及手动操作工具，完成试验的调试；采用位置检测传 感器、各控制及执行元件完成对系统状态的检测以及各部件动作的协调执行。

阅读资料，了解低频校准装置的结构及工作原理，对国内外校准装置控制系 统进行调研。明确控制系统要实现的功能，针对本校准装置的校准精度及范围要 求，设计控制系统整体方案。确定各功能的控制流程，先设计控制系统的硬件电 路，再设计控制系统的控制软件

2 冲击波压力测量系统准静态校准原理及控制方案

2.1 冲击波压力测量系统准静态校准原理

压力准静态校准其实是用半正弦型的压力脉冲对压力测量系统进行动态校 准[2], 落锤液压标定装置产生的压力脉冲的有效带宽一般小于 1kHz，其所能标定 的传感器频段远小于传感器的工作频率（冲击波测量系统的冲击波传感器的固有 频率能达到 100kHz 以上），故称为准静态校准。来!自~优尔论-文|网www.youerw.com

基于落锤液压标定装置的工作原理如图 2.1 所示，重锤沿着导向系统自由下 落,在重锤撞击并压缩活塞的过程中，由于油缸中液压油的体积变化，重锤的动 能又转化成弹性势能,从而在液压油内形成压力,当重锤压缩活塞达到最大行程 时,油缸内的压力也将达到最大值。然后在液压油的弹性恢复作用下,活塞与重锤 将被回推，从而在油缸内的液压油内产生一半正弦压力脉冲。各种测压传感器(标 准、被校)可径向安装在油缸四周用以比对校准。想要获得不同脉宽 S 及峰值 Pm 的压力曲线，只需适当改变重锤的落高 h、质量 m、油缸初始容积 V0 或活塞面积 S。