加速度傳感器低頻校準(zhǔn)臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種加速度傳感器低頻校準(zhǔn)臺(tái)，包括盤式精密離心機(jī)、直線導(dǎo)軌和滑臺(tái)，所述直線導(dǎo)軌通過導(dǎo)軌支架固定安裝在所述盤式精密離心機(jī)的轉(zhuǎn)盤上，且與所述盤式精密離心機(jī)轉(zhuǎn)盤的直徑方向重合，所述滑臺(tái)安裝在所述直線導(dǎo)軌上并可沿所述直線導(dǎo)軌做往復(fù)滑動(dòng)。本實(shí)用新型建立了一個(gè)將離心機(jī)和滑臺(tái)結(jié)合的低頻加速度校準(zhǔn)裝置，通過離心機(jī)給滑臺(tái)提供一個(gè)基準(zhǔn)加速度載荷，然后通過滑臺(tái)的滑動(dòng)來調(diào)整滑臺(tái)距離離心機(jī)旋轉(zhuǎn)中心的距離，從而實(shí)現(xiàn)加速度載荷按正弦規(guī)律變化，最終在不增加滑臺(tái)行程的前提下，同時(shí)達(dá)到極低頻率和大的加速度載荷，極大的提高被校準(zhǔn)傳感器輸出信號(hào)的信噪比。
【專利說明】
加速度傳感器低頻校準(zhǔn)臺(tái)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型設(shè)及一種校準(zhǔn)設(shè)備，尤其設(shè)及一種加速度傳感器低頻校準(zhǔn)臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002] 加速度傳感器的低頻校準(zhǔn)設(shè)備，多采用專口研制的低頻振動(dòng)臺(tái)和低頻滑臺(tái)兩種形 式，其中低頻滑臺(tái)由于行程更大而更多使用。低頻滑臺(tái)是通過在直線導(dǎo)軌上驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)的形 式，即將標(biāo)準(zhǔn)傳感器和被校傳感器安裝在滑臺(tái)上，然后驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)在直線導(dǎo)軌上進(jìn)行左右往 復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式，從而產(chǎn)生一個(gè)隨時(shí)間呈正弦變化的加速度載荷，作用于滑臺(tái)上的傳感器，進(jìn) 而對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0003] 無論是低頻振動(dòng)臺(tái)還是低頻滑臺(tái)，其產(chǎn)生低頻加速度載荷的主要缺點(diǎn)在于，由于 其所產(chǎn)生的加速度值與振動(dòng)頻率的平方成正比，因此在低頻情況下所能得到的加速度載荷 非常小。W低頻滑臺(tái)為例，目前主要生產(chǎn)商的加速度傳感器校準(zhǔn)用低頻滑臺(tái)的最大行程為 300mm，假設(shè)滑臺(tái)W導(dǎo)軌中屯、位置為原點(diǎn)開始做左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)，則其位置S隨時(shí)間的變化如 下所示
[0009] 式中ω=化f，f是加速度變化的頻率。
[0010] 當(dāng)f等于0.甜Z時(shí)，對(duì)于300mm行程的滑臺(tái)，其能產(chǎn)生的最大加速度值只有1.48m/s2(〇.15g)。而假如我們想得到更低頻率的加速度載荷，例如O.lHz，則300mm滑臺(tái)能產(chǎn)生的加 速度值則只有〇.〇59m/s2(0.006g)，運(yùn)是一個(gè)非常小的值，因?yàn)榧幢闶切?zhǔn)裝置經(jīng)過良好的 基礎(chǔ)隔震處理，受地基脈動(dòng)及環(huán)境干擾影響，靜態(tài)情況下校準(zhǔn)臺(tái)面的噪聲信號(hào)大約也有 0.0001 g，也就是說此時(shí)的信噪比只有35.56地，當(dāng)滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)，信噪比會(huì)更低。
[0011] 為了增大信噪比，可W通過加長(zhǎng)滑臺(tái)行程來增大低頻時(shí)的加速度載荷值。通過計(jì) 算可W得到，如果要在0.1 Hz條件下得到0. lg(0.98m/s2)的加速度載荷，需要的振動(dòng)位移幅 值為2.48m，滑臺(tái)總長(zhǎng)達(dá)到4.96m，而如此長(zhǎng)的行程將使得振動(dòng)波形的失真度無法滿足要求。 其實(shí)無論低頻滑臺(tái)還是低頻振動(dòng)臺(tái)，運(yùn)么長(zhǎng)的行程在實(shí)際工程中基本不具備可實(shí)現(xiàn)性。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0012] 本實(shí)用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種加速度傳感器低頻校準(zhǔn) 臺(tái)。
[0013] 本實(shí)用新型通過W下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：
[0014] -種加速度傳感器低頻校準(zhǔn)臺(tái)，包括盤式精密離屯、機(jī)、直線導(dǎo)軌和滑臺(tái)，所述直線 導(dǎo)軌通過導(dǎo)軌支架固定安裝在所述盤式精密離屯、機(jī)的轉(zhuǎn)盤上，且與所述盤式精密離屯、機(jī)的 轉(zhuǎn)盤的直徑方向重合，所述滑臺(tái)安裝在所述直線導(dǎo)軌上并可沿所述直線導(dǎo)軌做往復(fù)滑動(dòng)。
[0015] 所述滑臺(tái)可為電動(dòng)滑臺(tái)或氣動(dòng)滑臺(tái)，所述離屯、機(jī)轉(zhuǎn)軸為空屯、軸，所述滑臺(tái)的驅(qū)動(dòng) 線路、控制線路W及校準(zhǔn)用的信號(hào)線穿過所述離屯、機(jī)的空屯、轉(zhuǎn)軸并通過電氣滑環(huán)與所述滑 臺(tái)和被校準(zhǔn)傳感器、標(biāo)準(zhǔn)傳感器連接。
[0016] 如采用氣動(dòng)滑臺(tái)，氣路也可經(jīng)過空屯、轉(zhuǎn)軸通過旋轉(zhuǎn)接頭為所述滑臺(tái)提供氣動(dòng)力。 所述離屯、機(jī)采用空屯、軸可有效避免電氣滑環(huán)、旋轉(zhuǎn)接頭等安裝時(shí)與直線導(dǎo)軌產(chǎn)生干設(shè)。
[0017] 本實(shí)用新型的有益效果在于：
[0018] 本實(shí)用新型一種加速度傳感器低頻校準(zhǔn)臺(tái)建立了一個(gè)將盤式精密離屯、機(jī)和滑臺(tái) 結(jié)合的低頻加速度校準(zhǔn)裝置，通過離屯、機(jī)給滑臺(tái)提供一個(gè)基準(zhǔn)加速度載荷，然后通過滑臺(tái) 的滑動(dòng)，來調(diào)整滑臺(tái)距離離屯、機(jī)旋轉(zhuǎn)中屯、的距離，從而實(shí)現(xiàn)加速度載荷按正弦規(guī)律變化，該 裝置可實(shí)現(xiàn)在不增加滑臺(tái)行程的前提下，同時(shí)達(dá)到極低頻率和大的加速度載荷，可極大提 高被校準(zhǔn)傳感器輸出信號(hào)的信噪比。
【附圖說明】
[0019] 圖1是本實(shí)用新型所述加速度傳感器低頻校準(zhǔn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明：
[0021] 如圖1所示，本實(shí)用新型一種加速度傳感器低頻校準(zhǔn)臺(tái)，包括盤式精密離屯、機(jī)1、轉(zhuǎn) 盤2、直線導(dǎo)軌3和滑臺(tái)5,直線導(dǎo)軌3通過導(dǎo)軌支架4固定安裝在轉(zhuǎn)盤2上，滑臺(tái)5安裝在直線 導(dǎo)軌3上并可沿直線導(dǎo)軌3滑動(dòng)，直線導(dǎo)軌3與轉(zhuǎn)盤2的直徑重合，滑臺(tái)5為電動(dòng)滑臺(tái)或氣動(dòng)滑 臺(tái)，盤式精密離屯、機(jī)1的轉(zhuǎn)軸為空屯、軸，滑臺(tái)5的驅(qū)動(dòng)線路、控制線路和校準(zhǔn)用的信號(hào)線穿過 離屯、機(jī)1空屯、轉(zhuǎn)軸并通過電氣滑環(huán)6與滑臺(tái)5與被校準(zhǔn)傳感器、標(biāo)準(zhǔn)傳感器連接。
[0022] 離屯、機(jī)1的主電機(jī)采用空屯、軸，W方便電氣滑環(huán)6采用下出線的方式，從而避免了 電氣滑環(huán)6與直線導(dǎo)軌3在結(jié)構(gòu)上的干設(shè)。
[0023] 基于上述的一種加速度傳感器低頻校準(zhǔn)臺(tái)的使用方法，包括W下步驟：
[0024] 1、將被校準(zhǔn)的加速度傳感器和標(biāo)準(zhǔn)傳感器固定在滑臺(tái)上，保證兩個(gè)傳感器均位于 直線導(dǎo)軌沿轉(zhuǎn)盤直徑方向的相同位置，且直線導(dǎo)軌的中屯、與轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)中屯、重合；
[0025] 2、通過給定的加速度最大幅值和頻率值，計(jì)算離屯、機(jī)的轉(zhuǎn)速和滑臺(tái)的運(yùn)動(dòng)角頻 率.
[0026] 3、按計(jì)算得到的轉(zhuǎn)速控制離屯、機(jī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)控制滑臺(tái)沿直線導(dǎo)軌按給定頻率 做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)的零點(diǎn)位置與離屯、機(jī)轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)中屯、重合；
[0027] 4、通過測(cè)控設(shè)備獲取被校準(zhǔn)加速度傳感器的輸出值，并將其與滑臺(tái)上的標(biāo)準(zhǔn)傳感 器輸出值做對(duì)比。
[0028] 其中，步驟(2)中的計(jì)算方法如下：
[0029] 滑臺(tái)沿直線導(dǎo)軌做正弦變速運(yùn)動(dòng)，被校準(zhǔn)加速度傳感器所在位置距離旋轉(zhuǎn)中屯、的 半徑為
[0030] r = ;r〇 sin( ω slit)
[0031] 式中：wsii為滑臺(tái)移動(dòng)時(shí)的角頻率，ro為被校準(zhǔn)加速度傳感器所在位置距離旋轉(zhuǎn) 中屯、的最大半徑。
[0032] 離屯、機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離屯、加速度載荷為
[0044] 從上式可W看出，被校準(zhǔn)加速度傳感器所受加速度載荷的頻率只有與Qsii有關(guān)， 幅值則與ω rot和ω sii兩者的差相關(guān)，因此可W通過調(diào)整ω sii參數(shù)來得到一個(gè)較低的頻率， 然后調(diào)整ω TDt參數(shù)來得到一個(gè)較大的加速度載荷。
[0045] 采用旋轉(zhuǎn)和滑動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)方式的組合來產(chǎn)生需要的加速度載荷，運(yùn)使得一方面可 W得到一個(gè)很低的加速度頻率，另一方面，運(yùn)個(gè)低頻率載荷的加速度值主要取決于轉(zhuǎn)臺(tái)的 旋轉(zhuǎn)角速度，因此，分別設(shè)定滑臺(tái)的角頻率和離屯、機(jī)的角速度，就能夠得到一個(gè)幅值足夠大 且頻率足夠低的加速度載荷。
[0046] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案不限于上述具體實(shí)施例的限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型的技 術(shù)方案做出的技術(shù)變形，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種加速度傳感器低頻校準(zhǔn)臺(tái)，其特征在于：包括盤式精密離心機(jī)、直線導(dǎo)軌和滑 臺(tái)，所述直線導(dǎo)軌通過導(dǎo)軌支架固定安裝在所述盤式精密離心機(jī)的轉(zhuǎn)盤上，且與所述盤式 精密離心機(jī)的轉(zhuǎn)盤的直徑方向重合，所述滑臺(tái)安裝在所述直線導(dǎo)軌上并可沿所述直線導(dǎo)軌 做往復(fù)滑動(dòng)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速度傳感器低頻校準(zhǔn)臺(tái)，其特征在于:所述滑臺(tái)為電動(dòng)滑臺(tái) 或氣動(dòng)滑臺(tái)，所述盤式精密離心機(jī)的轉(zhuǎn)軸為空心軸，所述滑臺(tái)的驅(qū)動(dòng)線路、控制線路和校準(zhǔn) 用的信號(hào)線穿過所述盤式精密離心機(jī)的轉(zhuǎn)軸并通過電氣滑環(huán)與所述滑臺(tái)和被校準(zhǔn)傳感器、 標(biāo)準(zhǔn)傳感器連接。
【文檔編號(hào)】G01P21/00GK205670160SQ201620553676
【公開日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】吳付崗, 周怡妃, 孟念湘, 王彩霞
【申請(qǐng)人】中國(guó)工程物理研究院總體工程研究所