CN107830927A - 一种振动传感器检验和校准装置及使用方法 - Google Patents

一种振动传感器检验和校准装置及使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107830927A
CN107830927A CN201711302220.XA CN201711302220A CN107830927A CN 107830927 A CN107830927 A CN 107830927A CN 201711302220 A CN201711302220 A CN 201711302220A CN 107830927 A CN107830927 A CN 107830927A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
sensor
input
vibration
school
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711302220.XA
Other languages
English (en)
Inventor
宋宇龙
张磊
黄家骥
�云杰
王世辉
巩红艳
石鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
INNER MONGOLIA INSTITUTE OF AEROSPACE POWER MACHINERY TEST
Original Assignee
INNER MONGOLIA INSTITUTE OF AEROSPACE POWER MACHINERY TEST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by INNER MONGOLIA INSTITUTE OF AEROSPACE POWER MACHINERY TEST filed Critical INNER MONGOLIA INSTITUTE OF AEROSPACE POWER MACHINERY TEST
Priority to CN201711302220.XA priority Critical patent/CN107830927A/zh
Publication of CN107830927A publication Critical patent/CN107830927A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H17/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves, not provided for in the preceding groups

Abstract

本发明涉及一种振动传感器检验和校准装置，包括计算机、动态信号分析仪、功率放大器、振动台、标准振动传感器、信号转换器和传感器安装架。所述动态信号分析仪具备至少1个信号输出端和2个信号输入端，其中一个信号输入端通过网络双绞线连接到所述计算机，输出端连接功率放大器；所述功率放大器输出端连接振动台输入端；所述传感器安装架安装在振动台台面上，标准振动传感器安装于传感器安装架上；所述标准振动传感器输出端通过低噪声屏蔽线缆连接到信号转换器输入端；所述信号转换器具备2个输入端和2个输出端，信号转换器的输出端和输出端分别连接至动态信号分析仪的输入端和输入端。本发明还涉及一种振动传感器检验和校准装置的使用方法。

Description

一种振动传感器检验和校准装置及使用方法
技术领域
本发明涉及传感器检验和校准装置和方法，特别涉及一种振动传感器检验和校准装置及其方法。
背景技术
振动传感器用于测试力学环境试验中试件的振动信号，或其他振动环境下试件振动信号测量，通过测试所得振动信号获取试件结构响应。在振动传感器使用前需对振动传感器进行检验，并在振动传感器超出检定期后需对振动传感器进行校准，保证振动传感器测试准确性和合法性。现有振动传感器检验和校准装置及校准方法常采用比较法，主要由信号发生器、功率放大器、振动台、标准传感器、信号适调器、电压表等。现有校准方法为使用信号发生器输出定频正弦信号通过功率放大器激励振动台工作，采用背靠背方式安装于振动台的标准传感器和被校传感器采集到振动信号经过信号适调器输出电压信号至电压表，校准人员通过读取电压示值采用比较法公式计算得出被校传感器的灵敏度，对被校传感器进行检验和校准。现有技术仅适用于检验和校准正常振动传感器的灵敏度，不能获取在固定频率正弦信号激励下振动传感器频域宽频带表现，不能获取随机信号激励下振动传感器的动态特性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：
本专利提供一种振动传感器检验和校准装置及方法，不仅可完成被校传感器灵敏度校准任务，同时可获取在固定频率正弦信号激励下振动传感器频域宽频带表现，并且获取随机信号激励下振动传感器的动态特性。
本发明所采用的技术方案：
一种振动传感器检验和校准装置，包括计算机1、动态信号分析仪2、功率放大器3、振动台4、标准振动传感器5、信号转换器7和传感器安装架8；所述动态信号分析仪2具备至少1个信号输出端和2个信号输入端，其中一个信号输入端通过网络双绞线连接到所述计算机1网络接口实现实时通信，动态信号分析仪2输出端通过同轴电缆连接至所述功率放大器3输入端；所述功率放大器3输出端通过专用线缆连接至所述振动台4输入端；所述传感器安装架8安装在振动台4台面上，标准振动传感器5安装于传感器安装架8上；所述标准振动传感器5输出端通过低噪声屏蔽线缆连接到信号转换器7输入端；所述信号转换器7具备2个输入端和2个输出端，信号转换器7的输出端CH1和输出端CH2分别连接至动态信号分析仪2的输入端CH1和输入端CH2。
优选地，所述传感器安装架8由三根支柱和平台组成，所述支柱底端通过螺钉连接到振动台4台面，支柱顶端通过螺钉连接到平台，所述平台中心处设有M5螺纹孔，标准振动传感器5安装于平台下表面。
优选地，所述标准振动传感器5具有螺纹孔，与传感器安装架8平台通过M5螺钉连接。
优选地，所述传感器安装架8采用不锈钢材料。
优选地，所述的平台表面应平整光滑，表面粗糙度应小于1μm，平面度应小于5μm，平台安装螺孔的垂直度应小于10μm。
优选地，所述动态信号分析仪2具备2000Hz频率范围内正弦、随机信号等类型信号输出能力。
优选地，所述振动台4具备5~2000Hz频率范围内振动信号输出能力。
一种振动传感器检验和校准装置的使用方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1，搭建振动传感器检验和校准装置
将计算机1通过网络双绞线连接到动态信号分析仪2，动态信号分析仪2信号输出端通过同轴电缆连接到功率放大器3信号输入端，功率放大器3信号输出端连接到振动台4，振动台4台面固定连接传感器安装架8，传感器安装架8的平台的上下表面同轴分别安装被校振动传感器6和标准振动传感器5，标准振动传感器5和被校振动传感器6的信号输出端分别连接信号转换器7的输入端CH1和CH2，信号转换器7的输出端CH1和CH2分别连接动态信号分析仪的信号输入端CH1和CH2；
步骤2，设置各项物理参数
在所述计算机1软件界面设置各项物理参数，包括传感器类型，预设传感器灵敏度，信号单位，信号输出类型，信号输出频率，信号输出幅值；
步骤3，生成振动信号
启动功率放大器3，调整信号增益，控制动态分析仪2输出激励信号至功率放大器3，功率放大器3对激励信号进行功率放大，所述振动台4受到驱动在台面产生振动信号；
步骤4，测量振动信号
安装在振动台4台台面传感器安装架8上的标准振动传感器5和被校振动传感器6采集到振动信号经信号转换器7转换输入到动态信号分析仪2；
步骤5，检验传感器频域特性
在所述计算机1中动态信号分析仪2的软件界面对测试到的标准振动信号和被校振动信号进行FFT频域分析，通过对比标准振动信号与被校振动信号的频域表现，检验被校振动传感器信号在不同频率线上有异常；
步骤6，校准振动传感器灵敏度
控制所述动态信号分析仪2输出定频正弦信号，记录标准振动信号和被校振动信号计算机FFT频域分析曲线幅值X1和X2，通过如下公式计算被校振动传感器灵敏度：
式中S1-标准振动传感器灵敏度，mV/(m·s-2)或pC/(m·s-2)；
X1-标准振动传感器计算机FFT频域分析曲线幅值，m·s-2；
X2-被校振动传感器计算机FFT频域分析曲线幅值，m·s-2；
S2-被校振动传感器灵敏度，mV/(m·s-2)或pC/(m·s-2)；
计算出被校振动传感器灵敏度S2。
本发明的有益效果：
本发明可获取振动传感器频域宽频带的频率，提高检验被校振动传感器频率精确度，检验被校振动传感器动态特性的效果；同时提升检验和校准精度，提高异常振动传感器检验率，提升传感器校准合格率。
附图说明
图1：振动传感器检验和校准装置连接结构示意图。
图2：传感器安装架结构示意图。
图3：平台结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，一种振动传感器检验和校准装置，包括计算机1、动态信号分析仪2、功率放大器3、振动台4、标准振动传感器5、被校振动传感器6、信号转换器7和传感器安装架8；所述动态信号分析仪2具备1个信号输出端和2个信号输入端，其中一个信号输入端通过网络双绞线连接到所述计算机1网络接口实现实时通信，动态信号分析仪2输出端通过同轴电缆连接至所述功率放大器3输入端；所述功率放大器3输出端通过专用线缆连接至所述振动台4输入端；所述标准振动传感器5和被校振动传感器6同轴安装于传感器安装架8的平台上，所述标准振动传感器5和被校振动传感器6输出端通过低噪声屏蔽线缆连接到信号转换器7输入端；所述信号转换器7具备2个输入端和2个输出端，信号转换器7的输出端CH1和输出端CH2分别连接至动态信号分析仪2的输入端CH1和输入端CH2；所述的平台表面应平整光滑，表面粗糙度应小于1μm，平面度应小于5μm，平台安装螺孔的垂直度应小于10μm。所述动态信号分析仪2具备2000Hz频率范围内正弦、随机信号等类型信号输出能力。所述振动台4具备5~2000Hz频率范围内振动信号输出能力。
如图2所示,所述传感器安装架8采用不锈钢材料，由三根支柱和平台组成，所述支柱底端通过螺钉连接到振动台4台面，支柱顶端通过螺钉连接到平台，所述平台中心处设有M5螺纹孔，标准振动传感器5安装于平台下表面，被校振动传感器6安装于平台上表面；所述标准振动传感器5和被校振动传感器6具有螺纹孔，与传感器安装架8平台通过M5螺钉连接。
一种振动传感器检验和校准装置的使用方法包括如下步骤：
步骤1，搭建振动传感器检验和校准装置
将计算机1通过网络双绞线连接到动态信号分析仪2，动态信号分析仪2信号输出端通过同轴电缆连接到功率放大器3信号输入端，功率放大器3信号输出端连接到振动台4，振动台4台面固定连接传感器安装架8，传感器安装架8的平台的上下表面同轴分别安装被校振动传感器6和标准振动传感器5，标准振动传感器5和被校振动传感器6的信号输出端分别连接信号转换器7的输入端CH1和CH2，信号转换器7的输出端CH1和CH2分别连接动态信号分析仪的信号输入端CH1和CH2；
步骤2，设置各项物理参数
在所述计算机1软件界面设置各项物理参数，包括传感器类型，预设传感器灵敏度，信号单位，信号输出类型，信号输出频率，信号输出幅值；
步骤3，生成振动信号
启动功率放大器3，调整信号增益，控制动态分析仪2输出激励信号至功率放大器3，功率放大器3对激励信号进行功率放大，所述振动台4受到驱动在台面产生振动信号；
步骤4，测量振动信号
安装在振动台4台台面传感器安装架8上的标准振动传感器5和被校振动传感器6采集到振动信号经信号转换器7转换输入到动态信号分析仪2；
步骤5，检验传感器频域特性
在所述计算机1中动态信号分析仪2的软件界面对测试到的标准振动信号和被校振动信号进行FFT频域分析，通过对比标准振动信号和被校振动信号的频域表现，检验被校振动传感器信号在不同频率线上有异常；
步骤6，校准振动传感器灵敏度
控制所述动态信号分析仪2输出定频正弦信号，记录标准振动信号和被校振动信号计算机FFT频域分析曲线幅值X1和X2，通过如下公式：
式中S1-标准振动传感器灵敏度，mV/(m·s-2)或pC/(m·s-2)；
X1-标准振动传感器计算机FFT频域分析曲线幅值，m·s-2；
X2-被校振动传感器计算机FFT频域分析曲线幅值，m·s-2；
S2-被校振动传感器灵敏度，mV/(m·s-2)或pC/(m·s-2)；
计算出被校振动传感器灵敏度S2。

Claims (8)

1.一种振动传感器检验和校准装置，其特征在于：包括计算机（1）、动态信号分析仪（2）、功率放大器（3）、振动台（4）、标准振动传感器（5）、信号转换器（7）和传感器安装架（8）；所述动态信号分析仪（2）具备至少1个信号输出端和2个信号输入端，其中一个信号输入端通过网络双绞线连接到所述计算机（1）网络接口实现实时通信，动态信号分析仪（2）输出端通过同轴电缆连接至所述功率放大器（3）输入端；所述功率放大器（3）输出端通过专用线缆连接至所述振动台（4）输入端；所述传感器安装架（8）安装在振动台（4）台面上，标准振动传感器（5）安装于传感器安装架（8）上；所述标准振动传感器（5）输出端通过低噪声屏蔽线缆连接到信号转换器（7）的输入端；所述信号转换器（7）具备2个输入端和2个输出端，信号转换器（7）的输出端CH1和输出端CH2分别连接至动态信号分析仪（2）的输入端CH1和输入端CH2。
2.根据权利要求1所述的检验和校准装置，其特征在于：所述传感器安装架（8）由三根支柱和平台组成，所述支柱底端通过螺钉连接到振动台（4）台面，支柱顶端通过螺钉连接到平台，所述平台中心处设有M5螺纹孔，标准振动传感器（5）安装于平台下表面。
3.根据权利要求2所述的检验和校准装置，其特征在于：所述标准振动传感器（5）具有螺纹孔，与传感器安装架（8）平台通过M5螺钉连接。
4.根据权利要求2所述的检验和校准装置，其特征在于：所述传感器安装架（8）采用不锈钢材料。
5.根据权利要求2或3所述的检验和校准装置，其特征在于：所述的平台表面应平整光滑，表面粗糙度应小于1μm，平面度应小于5μm，平台安装螺孔的垂直度应小于10μm。
6.根据权利要求1所述的检验和校准装置，其特征在于：所述动态信号分析仪（2）具备2000Hz频率范围内正弦、随机信号等类型信号输出能力。
7.根据权利要求1所述的检验和校准装置，其特征在于：所述振动台（4）具备5~2000Hz频率范围内振动信号输出能力。
8.根据权利要求1所述的检验和校准装置的使用方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1，搭建振动传感器检验和校准装置
将计算机（1）通过网络双绞线连接到动态信号分析仪（2），动态信号分析仪（2）信号输出端通过同轴电缆连接到功率放大器（3）信号输入端，功率放大器（3）信号输出端连接到振动台（4），振动台（4）台面固定连接传感器安装架（8），传感器安装架（8）的平台的上下表面同轴分别安装被校振动传感器（6）和标准振动传感器（5），标准振动传感器（5）和被校振动传感器（6）的信号输出端分别连接信号转换器（7）的输入端CH1和CH2，信号转换器（7）的输出端CH1和CH2分别连接动态信号分析仪的信号输入端CH1和CH2；
步骤2，设置各项物理参数
在所述计算机（1）软件界面设置各项物理参数，包括传感器类型，预设传感器灵敏度，信号单位，信号输出类型，信号输出频率，信号输出幅值；
步骤3，生成振动信号
启动功率放大器（3），调整信号增益，控制动态分析仪（2）输出激励信号至功率放大器（3），功率放大器（3）对激励信号进行功率放大，所述振动台（4）受到驱动在台面产生振动信号；
步骤4，测量振动信号
安装在振动台（4）台台面传感器安装架（8）上的标准振动传感器（5）和被校振动传感器（6）采集到振动信号经信号转换器（7）转换输入到动态信号分析仪（2）；
步骤5，检验传感器频域特性
在所述计算机（1）中动态信号分析仪（2）的软件界面对测试到的标准振动信号和被校振动信号进行FFT频域分析，通过对比标准振动信号与被校振动传感器的频域表现，检验被校振动传感器信号在不同频率线上有异常；
步骤6，校准振动传感器灵敏度
控制所述动态信号分析仪（2）输出定频正弦信号，记录标准振动信号和被校振动信号计算机FFT频域分析曲线幅值X1和X2，通过如下公式：
式中S1-标准振动传感器灵敏度，mV/(m·s-2)或pC/(m·s-2)；
X1-标准振动传感器计算机FFT频域分析曲线幅值，m·s-2；
X2-被校振动传感器计算机FFT频域分析曲线幅值，m·s-2；
S2-被校振动传感器灵敏度，mV/(m·s-2)或pC/(m·s-2)；
计算出被校振动传感器灵敏度S2。
CN201711302220.XA 2017-12-10 2017-12-10 一种振动传感器检验和校准装置及使用方法 Pending CN107830927A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711302220.XA CN107830927A (zh) 2017-12-10 2017-12-10 一种振动传感器检验和校准装置及使用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711302220.XA CN107830927A (zh) 2017-12-10 2017-12-10 一种振动传感器检验和校准装置及使用方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107830927A true CN107830927A (zh) 2018-03-23

Family

ID=61642367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711302220.XA Pending CN107830927A (zh) 2017-12-10 2017-12-10 一种振动传感器检验和校准装置及使用方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107830927A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109613117A (zh) * 2018-12-19 2019-04-12 广州广电计量检测股份有限公司 振动探伤仪性能参数获得方法及装置
CN110455404A (zh) * 2019-08-13 2019-11-15 中国长江电力股份有限公司 一种水电机组用振动摆度传感器综合校准仪
CN110987016A (zh) * 2019-12-18 2020-04-10 北京振兴计量测试研究所 一种动力调谐陀螺挠性组件动态特性校准系统
CN111208318A (zh) * 2020-01-14 2020-05-29 西人马（厦门）科技有限公司 一种加速度传感器检定系统及方法
CN111289401A (zh) * 2020-03-13 2020-06-16 深圳天溯计量检测股份有限公司 一种基于互联网的材料试验机性能分析系统
CN111432324A (zh) * 2020-05-26 2020-07-17 北京瑞森新谱科技股份有限公司 用于骨声纹耳机的测试方法及测试系统
CN111982441A (zh) * 2020-09-03 2020-11-24 江苏省计量科学研究院(江苏省能源计量数据中心) 一种桥梁模态分析系统的校准系统
CN113932917A (zh) * 2021-11-16 2022-01-14 厦门乃尔电子有限公司 一种振动传感器校准系统输出信号控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120101764A1 (en) * 2010-10-20 2012-04-26 Sonix, Inc. Method and apparatus for adjusting the level of a response signal from an ultrasound transducer
CN103234570A (zh) * 2012-12-31 2013-08-07 苏州东菱振动试验仪器有限公司 大量值传感器校准方法
CN103759814A (zh) * 2014-01-25 2014-04-30 浙江大学 用于测振传感器多频混合校准的方法
CN106969826A (zh) * 2017-04-10 2017-07-21 西安航天动力试验技术研究所 一种振动传感器的校准装置和校准方法
CN106989816A (zh) * 2017-06-02 2017-07-28 中国航发南方工业有限公司 涡桨发动机测振传感器校准和测量装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120101764A1 (en) * 2010-10-20 2012-04-26 Sonix, Inc. Method and apparatus for adjusting the level of a response signal from an ultrasound transducer
CN103234570A (zh) * 2012-12-31 2013-08-07 苏州东菱振动试验仪器有限公司 大量值传感器校准方法
CN103759814A (zh) * 2014-01-25 2014-04-30 浙江大学 用于测振传感器多频混合校准的方法
CN106969826A (zh) * 2017-04-10 2017-07-21 西安航天动力试验技术研究所 一种振动传感器的校准装置和校准方法
CN106989816A (zh) * 2017-06-02 2017-07-28 中国航发南方工业有限公司 涡桨发动机测振传感器校准和测量装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109613117A (zh) * 2018-12-19 2019-04-12 广州广电计量检测股份有限公司 振动探伤仪性能参数获得方法及装置
CN110455404A (zh) * 2019-08-13 2019-11-15 中国长江电力股份有限公司 一种水电机组用振动摆度传感器综合校准仪
CN110987016A (zh) * 2019-12-18 2020-04-10 北京振兴计量测试研究所 一种动力调谐陀螺挠性组件动态特性校准系统
CN111208318A (zh) * 2020-01-14 2020-05-29 西人马（厦门）科技有限公司 一种加速度传感器检定系统及方法
CN111289401A (zh) * 2020-03-13 2020-06-16 深圳天溯计量检测股份有限公司 一种基于互联网的材料试验机性能分析系统
CN111432324A (zh) * 2020-05-26 2020-07-17 北京瑞森新谱科技股份有限公司 用于骨声纹耳机的测试方法及测试系统
CN111432324B (zh) * 2020-05-26 2021-05-04 北京瑞森新谱科技股份有限公司 用于骨声纹耳机的测试方法及测试系统
CN111982441A (zh) * 2020-09-03 2020-11-24 江苏省计量科学研究院(江苏省能源计量数据中心) 一种桥梁模态分析系统的校准系统
CN113932917A (zh) * 2021-11-16 2022-01-14 厦门乃尔电子有限公司 一种振动传感器校准系统输出信号控制方法
CN113932917B (zh) * 2021-11-16 2022-06-10 厦门乃尔电子有限公司 一种振动传感器校准系统输出信号控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107830927A (zh) 一种振动传感器检验和校准装置及使用方法
CN207248916U (zh) 一种加速度传感器校准装置
CN102840968B (zh) 一种航空发动机叶片大量程振动幅值检测装置及方法
CN106124151B (zh) 特高压直流单柱复合支柱绝缘子抗震试验装置及其试验方法
Baptista et al. Influence of excitation signal on impedance-based structural health monitoring
Gaponenko et al. Device for calibration of piezoelectric sensors
CN108760330A (zh) 汽轮机振动故障诊断方法
CN102680214B (zh) 波纹管隔振性能试验装置与试验方法
CN105222973B (zh) 用于振动信号阶次跟踪的现场校准方法
CN207114301U (zh) 一种悬臂梁式疲劳试验装置
CN111122085B (zh) 一种基于功率分布特性的结构装配质量的评价方法
CN210271424U (zh) 一种用于模态分析的自测装置
CN209656238U (zh) 一种电工电子产品振动试验能力验证装置
CN116930554A (zh) 一种用于精密仪器隔振器的速度传感器标定系统及标定方法
Keene Next-generation equipment and procedures for combined resonant column and torsional shear testing
CN116380381A (zh) 一种多叶片振动疲劳强度试验方法
Veldman Implementation of an accelerometer transverse sensitivity measurement system
Herranen et al. Acceleration data acquisition and processing system for structural health monitoring
CN112557515B (zh) 声发射传感器试验系统
CN1068679C (zh) 一种地震检波器测试仪检定方法及其装置
KR20020023863A (ko) 진동 및 소음품질 자동검사장치
CN114199363A (zh) 一种电荷输入型振动参数采集系统校验系统及方法
Ágoston Studying and measuring system for motor base unbalance
CN111982441A (zh) 一种桥梁模态分析系统的校准系统
CN111337053A (zh) 一种光纤陀螺动态误差特性测量标定方法及标定系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180323

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication