CN116165399A - 一种加速度传感器频域内幅值一致性检定装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种加速度传感器频域内幅值一致性检定装置和方法，属于汽车NVH振动测试评价技术领域，包括加速度传感器、工作台、连接线、数据控制采集系统、空气弹簧、基座和激振器，通过数据控制采集系统采集多个加速度传感器振动信号，计算得到频域内的振动信号，数据分析特定频率范围，确定基准评价加速度传感器，使用算数均方根法计算其他加速度传感器在不同频率范围内的加速度，如果加速度小于一定数值，则判定加速度传感器频域幅值符合要求。本发明通过对加速度传感器幅值一致性进行检定评价，客观反映了加速度传感器在频域内测试数据的准确性，为汽车NVH开发提供准确的振动数据支持。本方法可操作性强、工作效率高。
Description
技术领域
本发明属于汽车NVH振动测试评价技术领域，具体的说是一种加速度传感器频域内幅值一致性检定装置和方法。
背景技术
汽车的NVH性能是当今各类汽车的一项非常重要的性能，其中汽车关键部位的振动情况用户感知明显，需要在汽车研发过程中重点关注。在汽车产品开发过程中，经常需要用加速度传感器将采集的时域振动信号，通过傅里叶变换得到频域信号，以分析评价汽车在不同频率下的振动表现，这就对不同加速度传感器在各个频率下的幅值一致性提出了很高的要求。特别是随着时间的推移，加速度传感器逐步老化，不同传感器之间的频域幅值产生很大变化，从而影响产品测试数据的准确性。
以往在汽车开发过程中，仅对加速度传感器用标定器进行定频状态下的灵敏度标定，这项工作仅能保证时域内整体振动水平的准确，但无法保证频率内不同传感器加速度幅值的一致性。目前行业内没有一种高效的、低成本的方法对加速度传感器进行频域内幅值一致性检定。为了准确的分析汽车加速度在频域内的表现，需要一种有效的方法手段，对测试用加速度传感器进行频域内幅值一致性检定，以确保不用传感器之间采集的数据准确可靠。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种加速度传感器频域内幅值一致性检定装置和方法，装置包括：加速度传感器、工作台、连接线、数据控制采集系统、空气弹簧、基座和激振器，通过数据控制采集系统采集多个加速度传感器振动信号，计算得到频域内的振动信号，数据分析频率范围为10Hz至5000Hz，确定基准评价加速度传感器，使用算数均方根法计算其他加速度传感器在不同频率范围f1-f2内的加速度。如果加速度≤0.01g，则判定加速度传感器频域幅值符合要求。本发明通过对加速度传感器幅值一致性进行检定评价，客观反映了加速度传感器在频域内测试数据的准确性，为汽车NVH开发提供准确的振动数据支持。本方法可操作性强、工作效率高。
本发明技术方案如下，一种加速度传感器频域内幅值一致性检定装置，包括：加速度传感器、工作台、数据控制采集系统、空气弹簧、基座和激振器，其中，激振器设置在基座上，基座上固定连接多个支杆，支杆端部固定连接空气弹簧，工作台一面设置在空气弹簧上，工作台另一面上设有多个加速度传感器，加速度传感器通过连接线与数据控制采集系统连接，激振器通过激振器连接杆与工作台连接，激振器振动时激振器连接杆能够带动工作台运动。
进一步的，支杆有四个以上。
进一步的，加速度传感器有六个以上。
一种加速度传感器频域内幅值一致性检定方法，包括以下步骤：
S1确定基准评价加速度传感器；
S2计算加速度传感器与基准评价加速度传感器在不同频率范围内的加速度算数均方根值；
S3判定加速度传感器频域幅值是否符合要求。
进一步的，步骤S1中，基准评价加速传感器通过任选一个加速度传感器加速度值与三个加速度传感器在10Hz-5000Hz的加速度算数均方根的线性回归值R2确定，R2大于等于0.95。
进一步的，步骤S2中，频率范围为10Hz-5000Hz。
进一步的，步骤S3中，频域幅值通过基准评价加速度传感器加速度算数均方根值减去加速度传感器在相同频率内的加速度算数均方根值是否小于等于0.01g判定。
进一步的，步骤S1之前用加速度传感器标定器对每个加速度传感器标定灵敏度。
本发明的有益效果为：
本发明通过对加速度传感器幅值一致性进行检定评价，客观反映了加速度传感器在频域内测试数据的准确性，为汽车NVH开发提供准确的振动数据支持。本方法可操作性强、工作效率高。
附图说明
图1为本发明装置示意图。
图中：
1-加速度传感器；2-工作台；3-连接线；4-数据控制采集系统；5-空气弹簧；6-基座；7-激振器；8-支杆；9-激振器连接杆。
具体实施方式
需要说明的是，在本发明的描述中术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；连接可以是机械连接，也可以是电连接；相连可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
装置包括：加速度传感器1、工作台2、连接线3、数据控制采集系统4、空气弹簧5、基座6和激振器7。
一组检定工作至少采集六个不同加速度传感器1的振动信号，将加速度传感器1采集到的振动信号，用数据控制采集系统4计算得到频域内的振动信号，数据分析频率范围为10Hz至5000Hz。确定基准评价加速度传感器1-A，使用算数均方根法计算其他加速度传感器及加速度传感器1-A在不同频率范围f1-f2内的加速度RMS-i、RMS-A。如果|RMS-A—RMS-i|≤0.01g，判定加速度传感器频域幅值符合要求。
装置的工作环境应为半消音室，且周边无其他振动源，半消音室规格满足JJF1147-2006《消声室和半消声室声学特性校准规范》要求标准。将激振器7固定在基座6平面上；将四个空气弹簧5分别固定在基座6的四个支杆8上；将工作台2与四个空气弹簧5连接；将激振器7与工作台2连接；将加速度传感器1安装在工作台2表面，加速度传感器1通过连接线3与数据控制采集系统4连接并通信，一次采集至少布置六个加速度传感器1；
在构建好的装置中，首先使用专用加速度传感器标定器对每个加速度传感器1标定灵敏度；然后控制激振器7产生0Hz至6000Hz扫频信号；使用数据控制采集系统4控制加速度传感器1采集激振器7发出的振动信号。
首先确定基准评价加速度传感器，任选一个，方法是主观识别频率范围10Hz至5000Hz内加速度幅值基本相近的其他三个加速度传感器的信号，使用算数均方根法计算这三个加速度传感器在10Hz至5000Hz内的加速度RMS-1、RMS-2、RMS-3；对RMS-1、RMS-2、RMS-3值进行线性回归分析，计算得到R2值，要求R2≥0.95才能满足评价基准要求；取RMS-1、RMS-2、RMS-3三个值的中间值对应的加速度传感器的频域信号作为基准信号，用加速度传感器1-A表示。
使用算数均方根法逐一计算其他加速度传感器及加速度传感器1-A在不同频率范围f1-f2内的声压级RMS-i、RMS-A，其中f2-f1＝1Hz，f1、f2取值范围10Hz至5000Hz。如果|RMS-A—RMS-i|≤0.01g，判定加速度传感器符合要求，否则判定加速度传感器不符合要求。
通过上述测试评价方法，可以有效的识别出频域幅值不符合要求的加速度传感器，极大的保证了后续汽车开发过程振动测试数据的准确性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
Claims (8)
1.一种加速度传感器频域内幅值一致性检定装置，其特征在于，包括：加速度传感器，工作台，数据控制采集系统，空气弹簧，基座和激振器，其中，激振器设置在基座上，基座上固定连接多个支杆，支杆端部固定连接空气弹簧，工作台一面设置在空气弹簧上，工作台另一面上设有多个加速度传感器，加速度传感器通过连接线与数据控制采集系统连接，激振器通过激振器连接杆与工作台连接，激振器振动时激振器连接杆能够带动工作台运动。
2.如权利要求1所述的一种加速度传感器频域内幅值一致性检定装置，其特征在于，所述支杆有四个以上。
3.如权利要求1或2所述的一种加速度传感器频域内幅值一致性检定装置，其特征在于，所述加速度传感器有六个以上。
4.一种加速度传感器频域内幅值一致性检定方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1确定基准评价加速度传感器；
S2计算加速度传感器与基准评价加速度传感器在不同频率范围内的加速度算数均方根值；
S3判定加速度传感器频域幅值是否符合要求。
5.如权利要求4所述的一种加速度传感器频域内幅值一致性检定方法，其特征在于，步骤S1中，所述基准评价加速传感器通过任选一个加速度传感器加速度值与三个加速度传感器在10Hz-5000Hz的加速度算数均方根的线性回归值R2确定，R2大于等于0.95。
6.如权利要求4所述的一种加速度传感器频域内幅值一致性检定方法，其特征在于，步骤S3中，所述频域幅值通过基准评价加速度传感器加速度算数均方根值减去加速度传感器在相同频率内的加速度算数均方根值是否小于等于0.01g判定。
7.如权利要求4至6任一项所述的一种加速度传感器频域内幅值一致性检定方法，其特征在于，步骤S2中，所述频率范围为10Hz-5000Hz。
8.如权利要求4至6任一项所述的一种加速度传感器频域内幅值一致性检定方法，其特征在于，步骤S1之前用加速度传感器标定器对每个加速度传感器标定灵敏度。
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2023
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