CN206489185U - 加速度传感器测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的加速度传感器测试装置，包括：计算机；控制单元，连接所述计算机；功率放大器，连接所述控制单元；振动台，连接所述功率放大器；标准传感器和待测传感器，同时安装于所述振动台上，所述标准传感器是性能参数已知的传感器，且所述标准传感器和所述待测传感器同时连接所述控制单元。本实用新型提供的加速度传感器测试装置，通过在振动台上同时放置标准传感器和待测传感器，根据标准传感器的输出信号、待测传感器的输出信号和标准传感器已知的性能参数，就能计算出待测传感器的性能参数，简化了测试步骤，减少了人为因素对测试结果的影响，提高了传感器测试的准确度。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及一种加速度传感器测试装置。
背景技术
加速度传感器，是指能够测量加速度的传感器。目前，加速度传感器已大量应用于军事、航天、大地测量和工业控制等领域。加速度传感器的各项特性直接影响其使用性能，所述特性包括灵敏度、零点电压、输入输出阻抗、偏移电压等等。因此，在加速度传感器在出厂之前都需要进行测试和校准。
传统的加速度传感器测试方法为机械标定法，在将所述加速度传感器安装于振动台之后，需要手动调节正弦激励，相应特性的测试结果由机械记录仪逐点记录。整个过程不仅工作量大，费时费力，而且因人为因素较多以及机械系统自身阻尼的影响，会产生较大的误差，测试结果的准确度较低。因此，如何简化加速度传感器测试的操作步骤，提高加速度传感器的测试准确度，是目前亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型提供一种加速度传感器测试装置，用以简化加速度传感器测试的操作步骤，提高加速度传感器测试的准确度。
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种加速度传感器测试装置，包括：计算机，用于设定振动信息；控制单元，连接所述计算机，用于根据所述振动信息产生驱动信号；功率放大器，连接所述控制单元，用于放大所述驱动信号；振动台，连接所述功率放大器，用于根据经放大的驱动信号振动；标准传感器和待测传感器，同时安装于所述振动台上，所述计算机中存储有所述标准传感器的性能参数，且所述标准传感器和所述待测传感器同时连接所述控制单元；所述控制单元采集所述标准传感器的输出信号和所述待测传感器的输出信号，并上传至所述计算机进行计算。
优选的，所述待测传感器叠放于所述标准传感器上，且所述待测传感器的基座与所述标准传感器的基座相对放置。
优选的，所述控制单元包括信号发生器、信号采集器、信号转换器；所述信号发生器连接所述计算机，用于根据所述振动信息产生驱动信号；所述信号采集器同时连接所述标准传感器和所述待测传感器，用于采集所述标准传感器输出的模拟信号和所述待测传感器输出的模拟信号；所述信号转换器连接所述信号采集器，用于将所述标准传感器输出的模拟信号转换成第一数字信号并上传至所述计算机，并将所述待测传感器输出的模拟信号转换成第二数字信号并上传至所述计算机。
优选的，所述控制单元还包括滤波器，所述滤波器连接所述信号转换器，用于分别对所述第一数字信号和所述第二数字信号进行滤波处理。
优选的，所述信号采集器包括第一通道和第二通道，所述第一通道连接所述标准传感器，所述第二通道连接所述待测传感器。
优选的，所述控制单元还包括第一电荷放大器和第二电荷放大器，所述第一电荷放大器连接所述标准传感器，用于将所述标准传感器输出的电荷信号转换成电压信号并传输至所述第一通道；所述第二电荷放大器连接所述待测传感器，用于将所述待测传感器输出的电荷信号转换成电压信号并传输至所述第二通道。
优选的，所述控制单元还包括第一恒流源和第二恒流源，所述第一恒流源连接所述标准传感器；所述第二恒流源连接所述待测传感器。
优选的，所述第一恒流源和所述第二恒流源均为4mA恒流源。
优选的，所述性能参数包括灵敏度、零点电压、输入输出阻抗、偏移电压、灵敏度-频率变异特性中的一种或几种。
优选的，所述标准传感器为压电加速度传感器。
本实用新型提供的加速度传感器测试装置，通过在振动台上同时放置标准传感器和待测传感器，根据标准传感器的输出信号、待测传感器的输出信号和标准传感器已知的性能参数，就能计算出待测传感器的性能参数，简化了测试步骤，减少了人为因素对测试结果的影响，提高了传感器测试的准确度。
附图说明
附图1是本实用新型具体实施方式的加速度传感器测试装置的结构示意图；
附图2是本实用新型具体实施方式的控制单元的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型提供的加速度传感器测试装置的具体实施方式做详细说明。
本具体实施方式提供了一种加速度传感器测试装置，附图1是本实用新型具体实施方式的加速度传感器测试装置的结构示意图。本具体实施方式提供的加速度传感器测试装置，包括计算机11、控制单元12、功率放大器13、振动台14、标准传感器15和待测传感器16。
所述计算机11，用于设定振动信息，所述振动信息包括所述振动台14的振动频率和振动幅度。所述计算机11上安装有一驱动软件，所述驱动软件是基于windows和labview平台的图像界面系统。用户在所述驱动软件界面可以方便的输入所述振动台14的振动频率和振动幅度。所述控制单元12，连接所述计算机11，用于根据所述振动信息产生驱动信号。所述控制单元12是整个加速度传感器测试装置的核心部件，其内部设置有单片机电路板。所述功率放大器13，连接所述控制单元12，用于放大所述驱动信号。这是因为，由所述控制单元12输出的驱动信号电流较小，不足以推动所述振动台14上具有一定重量的传感器振动，因此，采用所述功率放大器13来放大所述驱动信号。所述振动台14，连接所述功率放大器13，用于根据经放大的驱动信号振动。所述标准传感器15和所述待测传感器16，同时安装于所述振动台14上，其中，所述标准传感器15是性能参数已知的传感器，所述标准传感器15的性能参数存储于所述计算机11中，且所述标准传感器15和所述待测传感器16同时连接所述控制单元12。其中，所述性能参数包括灵敏度、零点电压、输入输出阻抗、偏移电压、灵敏度-频率变异特性中的一种或几种。采用上述的加速度传感器测试装置，所述控制单元12分别采集所述标准传感器15和所述待测传感器16输出的信号，并将采集到的信号进行处理后上传至所述计算机11，所述计算机11则根据所述标准传感器15的输出信号、所述待测传感器16的输出信号以及所述标准传感器的性能参数，就能计算出所述待测传感器16的性能参数。整个测试过程，自动化程度较高，极大的减少了人为因素对测试结果的影响，提高了测试的精准度。其中，由于压电加速度传感器（PE）具有体积小、工作可靠、灵敏度高等优点，优选的，所述标准传感器15为压电加速度传感器。
为了确保所述标准传感器15与所述待测传感器16的振动加速度一致，从而确保测试结果的可靠性，优选的，所述待测传感器16叠放于所述标准传感器15上，且所述待测传感器16的基座与所述标准传感器15的基座相对放置，形成一种“背靠背”的叠放方式。
附图2是本实用新型具体实施方式的控制单元的结构示意图。优选的，所述控制单元12包括信号发生器121、信号采集器122、信号转换器123；所述信号发生器121连接所述计算机11，用于根据所述振动信息产生驱动信号；所述信号采集器122同时连接所述标准传感器15和所述待测传感器16，用于采集所述标准传感器15输出的模拟信号和所述待测传感器16输出的模拟信号；所述信号转换器123连接所述信号采集器122，用于将所述标准传感器15输出的模拟信号转换成第一数字信号并上传至所述计算机11，并将所述待测传感器16输出的模拟信号转换成第二数字信号并上传至所述计算机11。这样一来，所述控制单元12就将所述标准传感器15和所述待测传感器16输出的模拟信号转换成了数字信号，便于所述计算机11进行后续计算。
为了抑制噪声对计算结果的影响，提高测试的精准度，优选的，所述控制单元12还包括滤波器124，所述滤波器124连接所述信号转换器123，用于分别对所述第一数字信号和所述第二数字信号进行滤波处理。通过对第一数字信号和所述第二数字信号进行滤波处理，极大的提高了信噪比。为了提高计算效率，更有选的，所述滤波器124还可包括第一滤波器和第二滤波器，所述第一滤波器对所述第一数字信号进行滤波处理，所述第二滤波器对所述第二数字信号进行滤波处理。
为了提高测试效率，优选的，所述控制单元12采用双通道模式，所述信号采集器122包括第一通道和第二通道，所述第一通道连接所述标准传感器15，所述第二通道连接所述待测传感器16。如此一来，所述标准传感器15输出的模拟信号经所述第一通道传入所述控制单元12，所述待测传感器16输出的模拟信号经所述第二通道传入所述控制单元12。更有选的，为了提高所述加速度传感器测试装置的应用范围，所述第一通道和所述第二通道均兼容压PE、IEPE及DIR。相应的，为了提高计算效率，所述信号转换器123可以包括第一信号转换器和第二信号转换器，所述第一信号转换器连接所述第一通道，所述第二信号转换器连接所述第二通道。
由于压电加速度传感器（PE）输出的模拟信号为电荷信号，不方便测量和采集，因此，为了扩大所述加速度传感器测试装置的应用范围，优选的，所述控制单元12还包括第一电荷放大器和第二电荷放大器，所述第一电荷放大器连接所述标准传感器15，用于将所述标准传感器15输出的电荷信号转换成电压信号并传输至所述第一通道；所述第二电荷放大器连接所述待测传感器16，用于将所述待测传感器16输出的电荷信号转换成电压信号并传输至所述第二通道。
为了实现对集成电路压电加速度传感器（IEPE）的测试，优选的，所述控制单元12还包括第一恒流源和第二恒流源，所述第一恒流源连接所述标准传感器15；所述第二恒流源连接所述待测传感器16。更优选的，所述第一恒流源和所述第二恒流源均为4mA恒流源。另外，为了兼容DIR，所述控制单元12还可包括程控电压源，例如供电电压为0~20V的无极可调电源。
本实用新型提供的加速度传感器测试装置，通过在振动台上同时放置标准传感器和待测传感器，根据标准传感器的输出信号、待测传感器的输出信号和标准传感器已知的性能参数，就能计算出待测传感器的性能参数，简化了测试步骤，减少了人为因素对测试结果的影响，提高了传感器测试的准确度。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种加速度传感器测试装置，其特征在于，包括：
计算机，用于设定振动信息；
控制单元，连接所述计算机，用于根据所述振动信息产生驱动信号；
功率放大器，连接所述控制单元，用于放大所述驱动信号；
振动台，连接所述功率放大器，用于根据经放大的驱动信号振动；
标准传感器和待测传感器，同时安装于所述振动台上，所述计算机中存储有所述标准传感器的性能参数，且所述标准传感器和所述待测传感器同时连接所述控制单元；
所述控制单元采集所述标准传感器的输出信号和所述待测传感器的输出信号，并上传至所述计算机进行计算。
2.根据权利要求1所述的加速度传感器测试装置，其特征在于，所述待测传感器叠放于所述标准传感器上，且所述待测传感器的基座与所述标准传感器的基座相对放置。
3.根据权利要求1所述的加速度传感器测试装置，其特征在于，所述控制单元包括信号发生器、信号采集器、信号转换器；所述信号发生器连接所述计算机，用于根据所述振动信息产生驱动信号；所述信号采集器同时连接所述标准传感器和所述待测传感器，用于采集所述标准传感器输出的模拟信号和所述待测传感器输出的模拟信号；所述信号转换器连接所述信号采集器，用于将所述标准传感器输出的模拟信号转换成第一数字信号并上传至所述计算机，并将所述待测传感器输出的模拟信号转换成第二数字信号并上传至所述计算机。
4.根据权利要求3所述的加速度传感器测试装置，其特征在于，所述控制单元还包括滤波器，所述滤波器连接所述信号转换器，用于分别对所述第一数字信号和所述第二数字信号进行滤波处理。
5.根据权利要求3所述的加速度传感器测试装置，其特征在于，所述信号采集器包括第一通道和第二通道，所述第一通道连接所述标准传感器，所述第二通道连接所述待测传感器。
6.根据权利要求5所述的加速度传感器测试装置，其特征在于，所述控制单元还包括第一电荷放大器和第二电荷放大器，所述第一电荷放大器连接所述标准传感器，用于将所述标准传感器输出的电荷信号转换成电压信号并传输至所述第一通道；所述第二电荷放大器连接所述待测传感器，用于将所述待测传感器输出的电荷信号转换成电压信号并传输至所述第二通道。
7.根据权利要求5所述的加速度传感器测试装置，其特征在于，所述控制单元还包括第一恒流源和第二恒流源，所述第一恒流源连接所述标准传感器；所述第二恒流源连接所述待测传感器。
8.根据权利要求7所述的加速度传感器测试装置，其特征在于，所述第一恒流源和所述第二恒流源均为4mA恒流源。
9.根据权利要求1所述的加速度传感器测试装置，其特征在于，所述性能参数包括灵敏度、零点电压、输入输出阻抗、偏移电压、灵敏度-频率变异特性中的一种或几种。
10.根据权利要求1所述的加速度传感器测试装置，其特征在于，所述标准传感器为压电加速度传感器。
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