CN104407173B - 冲击加速度传感器交叉轴响应的空间分波测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种冲击加速度传感器交叉轴响应的空间分波测试方法，采用具有一定长径比金属杆，有利于实现扭转波和纵波的自动分离，从而使扭转波不对主波产生影响，排除了非本征的干扰因素，获得器件固有的交叉轴响应；根据纵波和扭转波具有不同的波速而将两种波在空间上分离开，给出扭转波、纵波和主波在空间上分离的时间判据，排除扭转波等对加速度传感器产生的非本征影响；在测试的过程中选择不同的机械滤波材料，如不同型号的双面胶，对产生的波起到滤波和整形的作用，有利于抑制高频波，消除干扰，有利于对扭转波的识别和分离，又可以获得加速度传感器不同频率下的交叉轴响应。

Description

冲击加速度传感器交叉轴响应的空间分波测试方法

技术领域

本发明属于微传感器力学测试分析领域，涉及一种冲击加速度传感器交叉轴响应的空间分波测试方法。

背景技术

在加速度传感器的测试中，通常需要获取加速度传感器的交叉轴响应，或称之为交差轴灵敏度，是评价加速度传感器性能的一个重要指标。所谓交叉轴响应，是指在同样的加速度载荷作用下，加速度传感器在非敏感方向的输出与在敏感方向的输出之比。单轴加速度传感器是只对一个方向敏感的器件，而与敏感轴方向垂直的方向即定义为交叉轴方向。在设计和制造加速度传感器的过程中，由于材料特性和结构特性、以及加工过程的误差和不对称性等都会引入器件的交叉轴效应。在单轴加速度传感器的设计、制造和使用中应尽量减小或者消除这一效应。同时，在测试过程中，由于仪器设备的限制，又会引入新的测试误差，因此，应尽量减小设备仪器所带来的非本征效应。在ISO标准中，有基于激振器的测试(ISO5347-11:1993)，以及基于冲击法的交叉轴灵敏度测试(ISO 5347-12:1993)。这些测试中对测试设备要求的精度都很高，测试过程复杂。针对量程较高的加速度传感器，如量程在5000g(1g＝9.8m/s2)以上用于冲击等场合，一般可采用如下几种方法测试：第一，激振器测试法。通常的激振器只能提供几十个g的正弦振动载荷，并存在固有的摇摆等振动模式影响交叉轴测试，因此，对于灵敏度较小而量程高的器件来说，测试会带来较大误差；第二，霍普金森(Hopkinson)冲击杆测试法。在Hopkinson测试中，由于冲击脉冲上升时间非常短，加速度相当大，在被测试的加速度传感器中容易将器件的一阶共振激发出来，共振波将叠加到主波中，从而影响灵敏度的分析和计算，同时，测试中金属杆会有较大的径向运动，重复测试精度需提高；第三，自由落锤测试法。在自由落锤法中，用于固定器件的锤头安装部分具有较大的尺寸，因此，具有较大的碰撞接触面积，这就导致碰撞过程中产生多种成分频率复杂的波，复杂成分的波将和纵波一起叠加作用到传感器上，产生较大的交叉轴响应。即由于尺寸效应无法将其它波从主波中分离开，导致器件较大的交叉轴响应。

综上，虽然可以利用第二和第三种方法对加速度传感器进行表征，但由于冲击过程是一个作用时间极短的过程，并产生多种成分的波，不但会产生沿着轴向传播的纵波，还会产生径向振动的扭转波，以及激发出器件的本征共振高频率波；这些波在一定作用时间范围内将叠加到主输出波中，如扭转波叠加到主波上，从而导致交叉轴计算出现较大的偏差；再如共振波将淹没扭转波，使得无法判断和区分扭转波的位置，这都导致器件较大的交叉轴输出，因此，所测试的交叉轴响应就不是器件固有的输出值，成为不利因素。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种冲击加速度传感器交叉轴响应的空间分波测试方法，用于解决现有技术中由于测试过程中会产生多种成分的波叠加到主输出波中，从而不能准确确定加速度传感器本身固有的交叉轴输出值的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种冲击加速度传感器交叉轴响应的空间分波测试方法，冲击加速度传感器交叉轴响应的空间分波测试方法至少包括以下步骤：

待检测加速度传感器敏感方向的检测：将待检测加速度传感器沿敏感方向安装在具有一定长径比的金属杆上，所述金属杆自一定的高度自由落下与金属砧发生碰撞产生高幅值的冲击加速度，利用多通道数据采集方式直接记录加速度传感器在冲击碰撞过程随时间变化的第一系列输出波形；

待检测加速度传感器非敏感方向的检测：将待检测加速度传感器沿非敏感方向再次以同样的方式安装在所述金属杆上，所述金属杆自相同的高度自由落下与金属砧发生碰撞产生高幅值的冲击加速度，利用多通道数据采集方式直接记录冲击碰撞过程随时间变化的第二系列输出波形；

待检测加速度传感器交叉轴响应获取：将所述第二系列输出波形的纵波电压幅值大小与所述第一系列输出波形的纵波电压幅值大小进行比较即可得到所述待检测加速度传感器的交叉轴响应。

优选地，在加速度传感器敏感方向及非敏感方向的检测过程中，所述待检测加速度传感器的输出端与一信号放大器相连接，所述信号放大器的输出端与一计算机数据采集系统的输入端相连接，放大的信号由多通道电压波采集卡获取，最终显示在计算机屏幕上。

优选地，加速度传感器沿敏感方向检测时，所述待检测加速度传感器的敏感轴与所述金属杆轴方向一致；加速度传感器沿非敏感方向检测时，所述待检测加速度传感器的敏感轴与所述金属杆轴方向垂直或所述待检测加速度传感器安装在所述金属杆的顶端。

优选地，所述第一系列输出波形及所述第二系列输出波形中均包括纵波所对应的波形及扭转波所对应的波形，所述纵波所对应的波形与所述扭转波所对应的波形完全分离；将所述第二系列输出波形中纵波对应波形的电压幅值大小与所述第一系列输出波形中纵波对应波形的电压幅值大小进行比较得到所述待检测加速度传感器的交叉轴响应。

优选地，所述金属杆的长度式中τ金属杆与金属砧碰撞产生的纵波的脉冲弛豫时间，v_T为扭转波在金属杆中的传播速度，v_L为纵波在金属杆中的传播速度。

优选地，所述金属杆的长径比大于33。

优选地，所述金属杆的长度为1m，直径为1.5cm。

优选地，所述待检测加速度传感器与所述金属杆之间或所述金属杆的底部还设有机械滤波材料。

优选地，所述机械滤波材料为双面胶。

优选地，所述机械滤波材料的厚度为0.1mm～0.2mm。

优选地，所述金属杆为铝合金杆或钢杆。

如上所述，本发明的冲击加速度传感器交叉轴响应的空间分波测试方法，具有以下有益效果：采用具有一定长径比(金属杆长度与半径的比)金属杆，结合机械滤波使得加速度传感器的共振波得到抑制，消除共振波与扭转波的混杂，有利于实现扭转波和纵波的自动分离，从而使扭转波不对主波产生影响，排除了非本征的干扰因素，获得器件固有的交叉轴响应；根据纵波和扭转波具有不同的波速而将两种波在空间上分离开，给出扭转波、纵波和主波在空间上分离的时间判据，排除扭转波等对加速度传感器产生的非本征影响；在测试的过程中选择不同的机械滤波材料，如不同型号的双面胶，对产生的波起到滤波和整形的作用，有利于抑制高频波，消除干扰，又可以获得加速度传感器不同频率下的交叉轴响应。

附图说明

图1显示为本发明的冲击加速度传感器交叉轴响应的空间分波测试方法的流程示意图。

图2显示为本发明的冲击加速度传感器交叉轴响应的空间分波测试方法所使用的自由落杆冲击装置示意图及数据采集系统。

图3显示为本发明的冲击加速度传感器交叉轴响应的空间分波测试方法中加速度传感器的三种安装方式和相应的坐标示意；其中，图3(a)中加速度传感器安装在金属杆侧壁敏感y方向，图3(b)中加速度传感器安装在金属杆侧壁非敏感x方向，图3(c)中加速度传感器安装在金属杆顶端非敏感z方向，图3(d)中加速度传感器的坐标示意。

图4显示为本发明的冲击加速度传感器交叉轴响应的空间分波测试方法中加速度传感器在非敏感x方向的输出波形示意图。

图5显示为本发明的冲击加速度传感器交叉轴响应的空间分波测试方法中加速度传感器在非敏感z方向的输出波形示意图。

图6显示为本发明的冲击加速度传感器交叉轴响应的空间分波测试方法中利用同种类型的参考加速度传感器作为比较进行波分离对比的示意图；其中上曲线为参考加速度传感器在敏感方向的输出波形，下曲线为待检测加速度传感器在非敏感z方向的输出波形。

元件标号说明

1 待检测加速度传感器

2 金属杆

3 金属砧

4 电缆线

5 信号放大器

6 计算机数据采集系统

7 待检测加速度传感器的管脚

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图请参阅图1至图6。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明的目的在于提供一种用于加速度传感器交叉轴响应的测试方法。采用具有一定长径比的金属杆结合机械滤波的自由落体方法，将扭转波和共振波等与主冲击过程中的主波、即与纵波分离开，进而获取加速度传感器固有的交叉轴响应。在金属杆自由落体测试方法中，是将加速度传感器用选定的双面胶固定在金属杆尾端的凹槽内。而用螺栓固定传感器的条件下，很容易导致器件的共振波叠加到主波上，采用双面胶起到机械滤波的作用，有利于对扭转波的识别和分离。在一定加速度量程范围内，所使用的双面胶对产生的应变波传递过程没有影响。金属杆自由落体与地面上放置的金属砧碰撞产生应变波，应变波将沿着金属杆传递给金属杆尾端固定的传感器，传感器记录这一碰撞过程。因此，采用具有一定长径比的金属杆能有效地将扭转波和主波的纵波分离开；采用机械滤波的方式可以消除器件本征共振波叠加到主波上，由此获得加速度传感器固有的灵敏度和交叉轴响应。

请参阅图1，本发明提供一种冲击加速度传感器交叉轴响应的空间分波测试方法，所述冲击加速度传感器交叉轴响应的空间分波测试方法至少包括以下步骤：

待检测加速度传感器敏感方向的检测：将待检测加速度传感器沿敏感方向利用选定的双面胶安装在具有一定长径比的金属杆上，所述金属杆自一定的高度自由落下与金属砧发生碰撞产生高幅值的冲击加速度，利用多通道数据采集方式直接记录加速度传感器在冲击碰撞过程随时间变化的第一系列输出波形；

待检测加速度传感器非敏感方向的检测：将待检测加速度传感器以同样方式沿非敏感方向再次安装在所述金属杆上，所述金属杆自相同的高度自由落下与金属砧发生碰撞产生高幅值的冲击加速度，利用多通道数据采集方式直接记录冲击碰撞过程随时间变化的第二系列输出波形；

待检测加速度传感器交叉轴响应获取：将所述第二系列输出波形中纵波的电压幅值大小与所述第一系列输出波形中纵波的电压幅值大小进行比较即可得到所述待检测加速度传感器的交叉轴响应。

具体的，本实施例中所使用的自由落杆冲击装置及数据采集系统如图2所示，图2中以所述待检测加速度传感器1沿敏感轴方向分布的情形为示例，对非敏感方向进行检测时，可以根据需要在此基础上调整待检测加速度传感器1的方向即可。测试中需要待检测加速度传感器1、一根同轴的金属杆2、金属砧3、电缆线4、信号放大器5和计算机数据采集系统6。所述待检测加速度传感器1的放大电路的放大倍数为20倍，-1dB截止频率大于25kHz。所述待检测加速度传感器1的输出端与所述信号放大器5相连接，所述信号放大器5的输出端与所述计算机数据采集系统6的输入端相连接，放大的信号由Topview4012多通道电压波采集卡获取，最终显示在计算机屏幕上。

图3中分别是待检测加速度传感器1的三种安装方式示意图，y轴(顺着所述待检测加速度传感器1的管脚7方向)是敏感轴方向，x轴和z轴是分别是非敏感轴即交叉轴方向。其中，图3(a)是敏感y方向的安装，所述待检测加速度传感器1安装在所述金属杆2侧壁的凹槽内，所述待检测加速度传感器1的管脚7方向与所述金属杆2的轴方向一致；图3(b)是所述待检测加速度传感器1交叉轴x方向的安装，所述待检测加速度传感器1的管脚1与所述金属杆2轴方向垂直的方向；图3(c)是所述待检测加速度传感器1交叉轴z方向的安装，固定在所述金属杆2顶端。测试中，按照图3(a)方式即进行敏感方向灵敏度的测试；而按照图3(b)和图3(c)即进行交叉轴非敏感方向的测试。

具体的，所述金属杆2自由下落与地面上的所述金属砧3相碰撞时，所述金属杆2的碰撞端端面速度达到最大后并首先被减速，当速度为零时，所述金属杆2又反弹向上加速至离开所述金属砧3的表面，利用该过程所述金属杆2速度的变化得到较大的加速度。设所述金属杆2的碰撞端端面的加速度为a(t)，那么碰撞端端面的速度变化量为式中t是碰撞开始时刻作计时起点的时间，t₀是两碰撞体又恢复到没有相互作用的时间。所述金属杆2碰撞端端面形成压应力波，向所述金属杆2的另一端传播，经过t＝l/C的时间，由所述待检测加速度传感器1响应(l是金属杆的长度，C是杆中的声速)。以所述2金属杆与所述金属砧3刚接触的时刻为时间原点，所述待检测加速度传感器1经受的加速度就可以表示为a(t－l/C)，那么所述待检测加速度传感器1给出的电压信号就是U(t)＝Sa(t-l/C)，在t≤l/C时所述待检测加速度传感器1还没有受到加速，U(t)是0，S是传感器的灵敏度。

测试中需要首先确定敏感方向(如y轴)的纵波输出电压信号U_s(y)，其可从加速度传感器敏感方向的测试中得到的第一系列输出波形中读取；然后确定非敏感方向(如x方向或者z方向)的纵波输出电压信号U_c(x,z)，其可从加速度传感器非敏感方向的测试中得到的第二系列输出波形中读取，最后计算U_c(x,z)/U_s(y)的大小，即得到交叉轴响应。

具体的，加速度传感器沿敏感方向检测时，所述待检测加速度传感器1的敏感轴与所述金属杆2轴方向一致；加速度传感器沿非敏感方向检测时，所述待检测加速度传感器1的敏感轴与所述金属杆2轴方向垂直或所述待检测加速度传感器1水平安装在所述金属杆2的顶端。

具体的，当所述金属杆2的长度满足一定条件时，在所述金属杆2中，在一定空间和时间内，轴向振动的纵波和径向振动的扭转波将以不同的速度传播而自动分离开，先后由加速度传感器响应。对于圆柱形金属杆的振动模式来说，主要包含三种振动模式，即纵波、扭转波和弯曲波。纵波的频率最高，扭转波次之，而弯曲波最小，其传播速度也从大到小变化，进而依据波速不同，就可以从空间上对几种波进行分离。在所述金属杆2中，金属材料的杨氏模量为E,密度为ρ，纵波的速度最快，纵波的速度为在均匀的钢杆和铝杆中，二者的速度近似相等，一般为5000m/s。纵波的频率由公式得到，频率取决于杆的长度L。金属杆中扭转波的速度约为其速度约为纵波速度的0.6倍，扭转波的速度约为3000m/s。

本实施例涉及到纵波传递时间L/v_L、扭转波传递时间L/v_T、以及所述金属杆2与所述金属砧3碰撞产生的脉冲(主波)弛豫时间为τ的三个时间域上的关系，提出两种波在空间传递过程中波分离的时间判据。对长度为L的金属杆，这就要求纵波与扭转波传播的时间要满足L/v_T-L/v_L>τ的判据条件，即所述金属杆2的长度应该满足：就可以使两种波在到达传感器时实现空间上有效的分离。此外，所述金属杆2在受到冲击力的作用时，在所述金属杆2上每一位置点，不仅轴向方向产生瞬时的应变和位移，同时受到材料泊松比特性的影响，在所述金属杆2径向方向也产生瞬时的应变和位移，并且所述金属杆2的直径越大，那么它受到的径向应变也越大，这就带来较大的交叉轴向响应，因此，需要采用具有一定长径比的金属杆，即具有较大长径比的金属杆能够减小或抑制交叉轴响应。

由固体应变理论知：金属杆中径向应变ε_y和纵向应变ε_z所对应的泊松比ν为(不考虑正负符号)：对于长度为L_z、半径为a的金属杆在受到轴向应力作用时，作为近似，金属杆长度的轴向方向产生的应变为其中，ΔL_z为金属杆长度变化量；径向方向的应变为其中，Δa为半径变化量，则金属杆的长径比为：对于铝合金和钢材料中，泊松比约为0.33。假定为在一次撞击过程中所产生的波作用下受到的响应在金属杆中径向和轴向的比，也就是径向和轴向的响应比。同时假定这个响应比在1％以内时，才不会带来测试中的较大的偏差，因为，对于单轴加速度传感器来说，一般的交叉轴响应不大于5％，因此，这里给出这个假定是合理的。那么这就要求金属杆的长径比至少为也就是说，具有较大长径比的金属杆有利于减小交差轴的响应。

具体的，在测试的过程中，在利用具有一定长径比的金属杆对纵波和扭转波进行分离的同时，结合机械滤波抑制器件共振波的方法，实现理想的输出。本实施例中，可以在金属杆尾端通过采用机械滤波材料等进行机械滤波，也可以在自由撞击面上进行机械滤波；即在所述待检测加速度传感器1与所述金属杆2之间或所述金属杆2的底部设置机械滤波材料。所述机械滤波材料可以根据实际的需要进行选择，优选地，本实施例中，所述滤波材料为双面胶，所述滤波材料的厚度为0.1mm～0.2mm。选择不同的机械滤波材料，如不同型号的双面胶，对波起到滤波和整形的作用，有利于抑制高频波，消除干扰，由此又可以获得器件对不同频率下的交叉轴响应。

本实施例中所得到的某一频率下的交叉轴响应表示为U_c(x,z)(ω)/U_s(y)(ω)，其中，U_s(y)(ω)是在某一频率(ω)下敏感方向的电压输出，U_c(x,z)(ω)是测试交叉轴非敏感方向上的电压输出。其中的频率(ω)是通过碰撞过程中主波近似为半正弦波的脉冲宽度时间τ决定，即

具体的，本实施例中所使用的自由落杆冲击装置中，所述金属砧6为钢砧，所述金属砧6的尺寸为：长29.8cm，宽26.7cm，高19.2cm；所述金属杆2可以为钢杆或铝合金杆，优选地，本实施例中，所述金属杆2为铝合金杆，所述金属杆2的尺寸为：长为1m、直径1.5cm。

具体的，请参阅图4，图4是利用1m长的金属铝杆对所述待检测加速度传感器交叉轴非敏感z方向进行测试的响应输出，其中将待检测加速度传感器安装在铝杆的尾端，固定在交叉轴非敏感x的方向，然后从一定高度落下，通过数据采集系统，所述待检测加速度传感器响应的波形显示与计算机上。从图中可以发现，标有箭头p₁的位置开始，有一个幅度很大的波出现，该波脉冲宽度约70μs(图中标记数字t₀)；距离其后的标有箭头p₂的位置开始处出现一个小波，箭头p₂和标有箭头p₁位置的时间间隔约130μs，这恰好对应扭转波的传播时间。因此，前一个波是所述待检测加速度传感器对纵波的响应，而随后的小波位置p₂处，就是所述待检测加速度传感器对扭转波的响应了，由此可见，在交叉轴x方向的纵波和扭转波被分离开。由于加速度是在金属杆杆轴方向获得的冲击，因此，纵波的幅度要远比扭转波的大。在交叉轴响应的计算中，采用第一个峰处的电压幅值，即纵波所对应的电压幅值。

请参阅图5，在图5中，是在1m长的铝杆上对所述待检测加速度传感器交叉轴非敏感z方向进行测试的响应输出，和图4也有类似的结果。图中箭头p₁和箭头p₂之间表示的是对应两个明显不同状态波的开始时刻，箭头p₁和箭头p₂之间第一个峰，输出的波形具有‘正弦波’的性质。由图5中可以发现，箭头p₁处开始的波是明显的有较大幅值的波，是纵波作用的结果；而箭头p₂处开始则是具有较小幅度的波发生，经分析，图中箭头p₁和箭头p₂之间的时间间隔为120μs左右，接近130μs，这恰是扭转波到达的时刻。由此表明，交叉轴z方向的纵波和扭转波已经被分离开。

在使用具有一定长径比的金属杆进行测试的过程中，还可以采用对比法对波分离过程进行分析，具体的方法为：按照图2所示，将参考加速度传感器和待测试加速度传感器同时安装在金属杆的尾部，将参考加速度传感器的敏感轴与金属杆安装在同一方向，而将待测试加速度传感器安装在交叉轴非敏感轴x方向或z方向，将金属杆从一定的高度自由落下，产生的冲击波显示于计算机屏幕上，进行跟踪比较测试。图6是用参考比较法将待检测加速度传感器安装在交叉轴非敏感轴z方向的输出结果。图中上曲线是参考加速度传感器在敏感方向的输出，而下曲线是待测试加速度传感器在交叉轴z方向的输出(放大10倍后显示的数据)。由图可见，待测试加速度传感器在交叉轴方向响应的第一个波与参考加速度传感器在敏感方向响应的第一个波同时到达并被记录下来。图6的下曲线中，标有p₁开始的时刻是待测试加速度传感器在交叉轴方向对纵波的响应，恰对应参考加速度传感器敏感方向主波的响应过程，p₁处开始显示的波形具有明显的‘正弦波’特性，与图5所示意的波分离实验结果一致。由于z向交叉轴响应较小，大致在标有p₂的位置处开始出现。因此，金属杆中待测试加速度传感器的纵波和扭转波被清楚地分离开来。

具体的，所述参考加速传感器为已标定好、灵敏度已知的加速度传感器。

此方法可以测量高量程的加速度传感器或者类似的器件；同样，此方法适用测量双轴或者三轴加速度传感器或者类似的器件。由于采用了一定厚度的机械滤波材料，加速度传感器的本征一阶共振波得到抑制，主波中没有锯齿形的共振波叠加，从而也将共振波带来的影响得以消除，进一步，如果计算主波的脉冲宽度，则可以得到该频率下的响应特性。

综上所述，本发明提出一种冲击加速度传感器交叉轴响应的空间分波测试方法，采用具有一定长径比的金属杆结合机械滤波的自由落体方法，将扭转波和共振波等与主冲击过程中的主波、即与纵波分离开，进而获取加速度传感器固有的交叉轴响应。在金属杆自由落体测试方法中，是将加速度传感器用选定的双面胶固定在金属杆尾端的凹槽内。而用螺栓固定传感器的条件下，很容易导致器件的共振波叠加到主波上，采用双面胶起到机械滤波的作用，有利于对扭转波的识别和分离。在一定加速度量程范围内，所使用的双面胶对产生的应变波传递过程没有影响。金属杆自由落体与地面上放置的金属砧碰撞产生应变波，应变波将沿着金属杆传递给金属杆尾端固定的传感器，传感器记录这一碰撞过程。因此，采用具有一定长径比的金属杆有效地将扭转波和主波的纵波分离开；采用机械滤波的方式可以消除器件本征共振波叠加到主波上，由此获得加速度传感器固有的灵敏度和交叉轴响应。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种冲击加速度传感器交叉轴响应的空间分波测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

待检测加速度传感器敏感方向的检测：将待检测加速度传感器沿敏感方向安装在具有一定长径比的金属杆上，所述金属杆的长度式中τ为金属杆与金属砧碰撞产生的纵波的脉冲弛豫时间，v_T为扭转波在金属杆中的传播速度，v_L为纵波在金属杆中的传播速度；所述金属杆自一定的高度自由落下与金属砧发生碰撞产生高幅值的冲击加速度，利用多通道数据采集方式直接记录加速度传感器在冲击碰撞过程随时间变化的第一系列输出波形；

待检测加速度传感器非敏感方向的检测：将待检测加速度传感器沿非敏感方向以同样方式再次安装在所述金属杆上，所述金属杆自相同的高度自由落下与金属砧发生碰撞产生高幅值的冲击加速度，利用多通道数据采集方式直接记录冲击碰撞过程随时间变化的第二系列输出波形；所述第一系列输出波形及所述第二系列输出波形中均包括纵波所对应的波形及扭转波所对应的波形，所述纵波所对应的波形与所述扭转波所对应的波形完全分离；

待检测加速度传感器交叉轴响应获取：将所述第二系列输出波形中纵波对应波形的电压幅值大小与所述第一系列输出波形中纵波对应波形的电压幅值大小进行比较得到所述待检测加速度传感器的交叉轴响应。

2.根据权利要求1所述的冲击加速度传感器交叉轴响应的空间分波测试方法，其特征在于：在加速度传感器敏感方向及非敏感方向的检测过程中，所述待检测加速度传感器的输出端与一信号放大器相连接，所述信号放大器的输出端与一计算机数据采集系统的输入端相连接，放大的信号由多通道电压波采集卡获取，最终显示在计算机屏幕上。

3.根据权利要求1所述的冲击加速度传感器交叉轴响应的空间分波测试方法，其特征在于：加速度传感器沿敏感方向检测时，所述待检测加速度传感器的敏感轴与所述金属杆轴方向一致；加速度传感器沿非敏感方向检测时，所述待检测加速度传感器的敏感轴与所述金属杆轴方向垂直或所述待检测加速度传感器安装在所述金属杆的顶端。

4.根据权利要求1所述的冲击加速度传感器交叉轴响应的空间分波测试方法，其特征在于：所述金属杆的长径比大于33。

5.根据权利要求4所述的冲击加速度传感器交叉轴响应的空间分波测试方法，其特征在于：所述金属杆的长度为1m，直径为1.5cm。

6.根据权利要求1所述的冲击加速度传感器交叉轴响应的空间分波测试方法，其特征在于：所述待检测加速度传感器与所述金属杆之间或所述金属杆的底部还设有机械滤波材料。

7.根据权利要求6所述的冲击加速度传感器交叉轴响应的空间分波测试方法，其特征在于：所述机械滤波材料为双面胶。

8.根据权利要求6或7所述的冲击加速度传感器交叉轴响应的空间分波测试方法，其特征在于：所述机械滤波材料的厚度为0.1mm～0.2mm。

9.根据权利要求1所述的冲击加速度传感器交叉轴响应的空间分波测试方法，其特征在于：所述金属杆为铝合金杆或钢杆。