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Accelerometer Calibration Workstation
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加速度计校准概述

加速度计基础知识

加速度计是能检测机械运动并将其转化为更易于测量记录的电子信号的惯性传感器。加速度计可以产生与运动相关的电信号。精准的加速度计校准是高质量测量的前提条件,可以解释电子信号的物理意义。

校准基础知识

加速度计生产商设计大量的测试来检测不同输入信号下的输出信号。通常测量的输出信号包括:敏感度、频率响应、共振频率、振幅线性度、横向敏感度、温度响应、时间常数、电容量和其他环境因素(底部应变灵敏度、磁灵敏度等)。 

振动校准

这些参数通常使用实验室用专门的背靠背校准系统来测量。加速度计校准工作站使单调的校准工序自动化,减少了认为误差,加强了系统重复性和精确性。

通常使用对比法对标准参考传感器敏感度、线性度和频率相位响应进行背靠背测量。被校传感器按照背靠背方式装在标准参考传感器上(标准参考传感器具有绝对校准可追溯性)。由于两个传感器的运动激振相同,所以输出比率也就是敏感度比率,用以下方程表达:

Ssut = Sref x (Vsut / Vref) x (Gref / Gsut

Sref 是标准参考传感器敏感度
Vsut 是被校传感器频道输出(in mV或pC)
Vref 是标准参考传感器频道输出(in mV或pC)
Gsut 是被校传感器信号增益(in mV/mV或mV/pC)
Gref 是标准参考加速度计信号增益(in mV/mV或mV/pC)

两个传感器都装在电动激振器上,并施加相同的正弦振动。在这个特定频率下进行被校传感器的测量。通过扫描预设的频率范围可以得到被校传感器的频率响应图像。

空气轴承激振器是电动激振器中较好的一种,它可以在宽频范围内提供最高质量的单向振动,改善了普通电动激振器中横向扰动和失真的缺点。

冲击校准

大多数电动激振器存在的一种局限性是加速度水平达不到检测冲击使用的低敏感度传感器校准要求。

冲击加速度计是专门设计用来测量高量值的瞬间加速度。这种高加速度超出了一般振动激振器所能达到的范围。冲击加速度计应用于汽车工业、航空航天、军工武器制造、跌落测试、爆破测试和弹头冲击等

瞬间加速度非常大,有可能达到传感器非线性测量区域。模拟实际使用的校准是非常有必要的。通常,冲击加速度会超过5,000gn,脉冲时间低于10ms(1gn=9.80665m/s2).许多测试实验都会在每一次测试前后检测传感器完整性以确保测试结果准确。

由于校准激振器上的加速度不能满足测试冲击加速度,所以需要使用不同的技术。ISO 16063-22描述了次级加速度计冲击校准使用的仪器和过程,使用参照加速度、速度或力来比较测量冲击力。这个方法适用于脉冲时间在0.05ms到8.0ms,动力范围(峰值)在10gn到10,000gn(依据时间)的测量。结果可以用于计算传感器冲击敏感度。

气动冲击系统可以进行高达10,000gn的校准和线性度检验。是一种铁砧冲击型多功能校准系统(根据振幅范围、脉冲时间、重复性和绝对校准可追溯性)