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瑞士TE速度傳感器常用標定方法及設備(振動臺)

作者: 2019年09月11日 來源:全球化工設備網 瀏覽量:
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一、瑞士TE?加速度傳感器常用標定方法1.重力場法對具有零頻響應的加速度計,可用地球靜態重力場法進行標定,校準裝置如下圖所示。地球重力場法也是一種絕對校準法,具有較高的精度。被校傳感器安裝到臺面上,臺面可

一、瑞士TE?加速度傳感器常用標定方法

1.重力場法

對具有零頻響應的加速度計,可用地球靜態重力場法進行標定,校準裝置如下圖所示。地球重力場法也是一種絕對校準法,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,傳感器靈敏軸也隨之旋轉。當傳感器轉至任一角度時:

 

此方法使用中須注意:

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

②裝置必須具有良好的隔振基礎,旋轉軸應嚴格保持水平位置,否則精度將受到影響。

 

2.轉臺式重力場標定法

零頻法校準屬靜態校準。將零頻校準裝置適當改進,即讓臺面以一定頻率勻速旋轉,則構成低頻重力場標定臺。當臺面旋轉時,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最常用的方法。它具有原理簡單、操作方便、對設備要求不高等一系列優點,所以應用十分廣泛。

 

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),其中一只為參考標準加速度傳感器,它的靈敏度和全部技術性能是已知的;另一只為被校傳感器,用同樣的加速度激勵它們,則它們的輸出分別是:

 

2)標準加速度傳感器

在比較校準中,標準傳感器是最關鍵的環節。它的質量好壞對校準結果有十分重要的影響。因此,需對標準傳感器提出一定的要求或規定。我國已發布了標準壓電加速度計檢定規程。從其在比較法中起著傳遞量值的振動基準的作用來看,它應滿足如下要求:

①靈敏度高,用激光法或互易法校準,校準精度優于0.5%。

②靈敏度應具有長期穩定性,即在檢定周期內應無明顯變化,要髙于校準精度1倍。

③橫向靈敏度比不大于3%。

④線性度要高。

⑤非振動環境靈敏度要低,如溫度響應、磁靈敏度、基座應變靈敏度、瞬變溫度靈敏度應盡量低。

 標準加速度傳感器全部是壓電式的,如美國2270型、丹麥8305型、國產SHQ-16型和YD44型等。

下圖示出了兩種標準加速度傳感器的外形圖,美國2270型標準加速度計的換能元件系采用高穩定度的硬性壓電陶瓷材料;丹麥BK公司8305型標準加速度傳感器及其他型號的標準電壓加速度傳感器都采用石英晶體為換能元件。標準加速度傳感器用激光干涉法進行絕對校準時,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。

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

將開關k1置于K2,此時,被校傳感器與電壓表接通,通過調整電荷放大器增益與適調電位器旋鈕,使電壓表指示與標準傳感器相一致(注意增益檔位置)。此時,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旋鈕指示為13.2pC,那么,該被標定傳感器的靈敏度即是13.2pC/g。

同理,用此方法也可標定其他類型傳感器。標定中,標準通道的作用是控制振動臺的激勵加速度,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器一起標定。

 

在該系統中,標準加速度計與被校加速度傳感器“背靠背”地安裝在振動臺上。受激勵后,標準傳感器的輸出分為兩路:一路用于反饋回振動臺控制系統,控制振動臺臺面加速度使之保持恒定;另一路與被校準傳感器的信號一道被送入計算機。

振動臺的頻率信號也同時輸入計算機。經數據處理后,計算機通過打印機接口電路,驅動打印機自動打印出被校傳感器的靈敏度、頻率響應、諧振頻率等。

 

二、加速度傳感器動態標定設備——振動臺

 

一般來說,常用的傳感器動態標定設備主要有:振動臺、激波管、周期函數壓力發生器、非周期函數壓力發生器等。此處主要提到的是振動臺。

 

振動臺是標定振動、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備。

我國已先后建立了髙頻、中頻和低頻振動國家ji基準裝置。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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