[00150940]瞬时线速度测量仪的研制

立项文件,来源：原 国家质量监督检验总局科技司,项目名称为仪,项目编号为2012QK125。 落锤式冲击试验机广泛用于公路、铁路、水利、建筑、建材、化工等行业,是判定产品是否合格或者试样特性指标的重要仪器,直接关系着国计民生的大问题。但对于它的计量却还仅仅停留在一般只测量落体部分质量和自由落体高度,不考虑导轨摩擦和空气摩擦、落体刚度、落体几何形状等因素的理想状况下的计量,不能够充分保证仪器的准确性。因此,迫切需要研究检定方法、研制专用仪器、确定检定指标,制定国家计量校准规范。 该项目关键是找出合理表征冲击功的量,即测量冲击前瞬时速度和落体质量：测量冲击前瞬时速度。 研制的瞬时速度测量仪,按照测量基本原理：V=△s/△t,利用已知间隔的两个传感器的距离,假如能够测量物体经过两个传感器的时间就可以测量该物体通过两个传感器之间的平均速度;利用通过物体（特别是自由落体的落锤）的加速度不变,使用多组传感器,达到测量加速、测量制定位置瞬时速度的目标。 主要采用技术 1、使用多路传感器,可以同时测量2个以上的速度结果,可以互相印证,提高测量结果的置信度; 2、利用多路传感器技术,解决了瞬时速度和加速度的测量问题; 3、传感器安装支架安装有水平指示器,保证了传感器的竖直方向的测量准确性; 4、使用自适应感应点技术,降低环境光的干扰。现场测量时,环境光线对光敏传感器有较大的影响,该项目提出了把背景光的光强参数作为算法中判断被测物体的感应点的一个自适应参数,从而解决了背景光的干扰,提高了测量的准确度; 5、提出了速度量值的校准方法,解决了速度的溯源问题。设计传感器安装直接,利用现有的转速标准装置,申请了国家计量技术规范的制修订项目《线速度测量仪校准规范》,解决了速度测量仪的的量值溯源问题; 6、使用温补晶振,是时间测量的最小分辨率达到了0.03us; 7、使用激光作为传感器,解决了相互作用力的问题; 8、使用高灵敏性光敏二极管,为准确测量时间提供了可能; 9、使用现场可编程门阵列,自动计算,中文界面,简单易学。 本装置的主要创新性： 1、使用多路传感器,可以同时测量2个以上的速度结果,可以互相印证,提高测量结果的置信度; 2、利用多路传感器技术,解决了瞬时速度和加速度的测量问题; 3、传感器安装支架安装有水平指示器,保证了传感器的竖直方向的测量准确性; 4、使用自适应感应点技术,把背景光作为一个参数调节传感器感应点,降低了环境光的干扰。 5、提出了速度量值的校准方法,解决了速度的溯源问题。设计传感器安装直接,利用现有的转速标准装置,申请了国家计量技术规范的制修订项目《线速度测量仪校准规范》,解决了速度测量仪的的量值溯源问题。 由于落锤冲击试验机的应用非常广泛,速度作为校准落锤冲击功的一个重要指标,没有能够使用的直接测量仪器。该项目的初步完成解决了落锤冲击试验机落锤速度的测量难题。由我院承担的JJF1445-2014《落锤式冲击试验机校准规范》的已发布实施,速度测量仪器将会成为全国检校人员使用的通用仪器。