瑞士TE速度傳感器常用標(biāo)定方法及設(shè)備（振動臺）

一、瑞士TE?加速度傳感器常用標(biāo)定方法

1.重力場法

對具有零頻響應(yīng)的加速度計(jì)，可用地球靜態(tài)重力場法進(jìn)行標(biāo)定，校準(zhǔn)裝置如下圖所示。地球重力場法也是一種校準(zhǔn)法，具有較高的精度。

被校傳感器安裝到臺面上，臺面可繞中心軸旋轉(zhuǎn)，傳感器靈敏軸也隨之旋轉(zhuǎn)。當(dāng)傳感器轉(zhuǎn)至任一角度時(shí)：

此方法使用中須注意：

①該方法原則上屬于靜態(tài)校準(zhǔn)，僅適用于具有零頻響應(yīng)的加速度計(jì)（如伺服式、壓阻式、應(yīng)變式和張絲式）的校準(zhǔn)。

②裝置必須具有良好的隔振基礎(chǔ)，旋轉(zhuǎn)軸應(yīng)嚴(yán)格保持水平位置，否則精度將受到影響。

2.轉(zhuǎn)臺式重力場標(biāo)定法

零頻法校準(zhǔn)屬靜態(tài)校準(zhǔn)。將零頻校準(zhǔn)裝置適當(dāng)改進(jìn)，即讓臺面以一定頻率勻速旋轉(zhuǎn)，則構(gòu)成低頻重力場標(biāo)定臺。當(dāng)臺面旋轉(zhuǎn)時(shí)，加速度傳感器敏感元件受 -1?+ 1g的交變加速度，記錄下不同頻率下加速度傳感器的輸出值，即可求出它們的動態(tài)靈敏度。

此方法僅適用于低頻。

3.比較法

比較法是傳感器校準(zhǔn)常用的方法。它具有原理簡單、操作方便、對設(shè)備要求不高等一系列優(yōu)點(diǎn)，所以應(yīng)用十分廣泛。

1)比較法工作原理

兩只加速度傳感器背靠背地安裝在一起（或安裝在一剛性支架上），其中一只為參考標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器，它的靈敏度和全部技術(shù)性能是已知的；另一只為被校傳感器，用同樣的加速度激勵(lì)它們，則它們的輸出分別是：

2)標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器

在比較校準(zhǔn)中，標(biāo)準(zhǔn)傳感器是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。它的質(zhì)量好壞對校準(zhǔn)結(jié)果有十分重要的影響。因此，需對標(biāo)準(zhǔn)傳感器提出一定的要求或規(guī)定。我國已發(fā)布了標(biāo)準(zhǔn)壓電加速度計(jì)檢定規(guī)程。從其在比較法中起著傳遞量值的振動基準(zhǔn)的作用來看，它應(yīng)滿足如下要求：

①靈敏度高，用激光法或互易法校準(zhǔn)，校準(zhǔn)精度優(yōu)于0.5%。

②靈敏度應(yīng)具有長期穩(wěn)定性，即在檢定周期內(nèi)應(yīng)無明顯變化，要髙于校準(zhǔn)精度1倍。

③橫向靈敏度比不大于3%。

④線性度要高。

⑤非振動環(huán)境靈敏度要低，如溫度響應(yīng)、磁靈敏度、基座應(yīng)變靈敏度、瞬變溫度靈敏度應(yīng)盡量低。

 標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器全部是壓電式的，如美國2270型、丹麥8305型、國產(chǎn)SHQ-16型和YD44型等。

下圖示出了兩種標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器的外形圖，美國2270型標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)的換能元件系采用高穩(wěn)定度的硬性壓電陶瓷材料；丹麥BK公司8305型標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器及其他型號的標(biāo)準(zhǔn)電壓加速度傳感器都采用石英晶體為換能元件。標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器用激光干涉法進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，測量鏡必須粘貼在傳感器頂部的安裝面上，否則會引入誤差。

具體標(biāo)定方法是，首先將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于K1，電荷放大器靈敏度適調(diào)開關(guān)置于標(biāo)準(zhǔn)傳感器靈敏度位置，增益為1V/g檔。在一定頻率下（通常為160Hz）激勵(lì)振動臺，觀察電壓表輸出，并調(diào)整信號源激勵(lì)信號幅度，使電壓表指示為一整數(shù)值（如峰值1V）。此時(shí)，電壓表指示的值即為臺面振動加速度。

將開關(guān)k1置于K2，此時(shí)，被校傳感器與電壓表接通，通過調(diào)整電荷放大器增益與適調(diào)電位器旋鈕，使電壓表指示與標(biāo)準(zhǔn)傳感器相一致（注意增益檔位置）。此時(shí)，如電壓表輸出為1V（峰值），電荷放大器增益為1V/g檔，電荷放大器靈敏度適調(diào)旋鈕指示為13.2pC，那么，該被標(biāo)定傳感器的靈敏度即是13.2pC/g。

同理，用此方法也可標(biāo)定其他類型傳感器。標(biāo)定中，標(biāo)準(zhǔn)通道的作用是控制振動臺的激勵(lì)加速度，使之為定值。這樣，只要測出被測通道的輸出，則求出了被校傳感器的靈敏度。工程上，常將傳感器連同信號適調(diào)器一起標(biāo)定。

在該系統(tǒng)中，標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)與被校加速度傳感器“背靠背”地安裝在振動臺上。受激勵(lì)后，標(biāo)準(zhǔn)傳感器的輸出分為兩路：一路用于反饋回振動臺控制系統(tǒng)，控制振動臺臺面加速度使之保持恒定；另一路與被校準(zhǔn)傳感器的信號一道被送入計(jì)算機(jī)。

振動臺的頻率信號也同時(shí)輸入計(jì)算機(jī)。經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，計(jì)算機(jī)通過打印機(jī)接口電路，驅(qū)動打印機(jī)自動打印出被校傳感器的靈敏度、頻率響應(yīng)、諧振頻率等。

二、加速度傳感器動態(tài)標(biāo)定設(shè)備——振動臺

一般來說，常用的傳感器動態(tài)標(biāo)定設(shè)備主要有:振動臺、激波管、周期函數(shù)壓力發(fā)生器、非周期函數(shù)壓力發(fā)生器等。此處主要提到的是振動臺。

振動臺是標(biāo)定振動、沖擊測量用各種類型加速度傳感器、速度傳感器、位移傳感器、力傳感器和壓力傳感器的重要設(shè)備。

我國已先后建立了髙頻、中頻和低頻振動國家ji基準(zhǔn)裝置。其中，高頻裝置為壓電式振動臺，中頻、低頻裝置均為磁電式（也稱電磁式）振動臺。

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