CN207248916U - 一种加速度传感器校准装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种加速度传感器校准装置，涉及数据采集技术领域；包括振动台、功率放大器、函数发生器、标准加速度传感器、传感器支架、信号采集模块、主机和显示器；传感器支架固定在振动台上；标准加速度传感器和被校加速度传感器固定在传感器支架上；信号采集模块分别与被校加速度传感器和标准加速度传感器连接；主机分别与函数发生器、信号采集模块和显示器连接；功率放大器与函数发生器、振动台连接；主机用于控制函数发生器产生函数波形信号；解决了被校加速度传感器与装在振动台台面上附加固定装置内的标准加速度传感器同轴安装的技术难题，不仅具有操作简单的特点，同时具有对加速度传感器快速、准确地校验的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及数据采集技术领域，尤其涉及一种加速度传感器校准装置。
背景技术
加速度传感器广泛应用于航天、机械制造、电力等领域设备振动、冲击的测量，例如电力变压器和高抗器箱体的振动测量，它是一种拾取振动加速度信号、输出电信号的能量转换部件，可以实现各种低频、超低频振动测量。加速度传感器的主要参数——灵敏度的准确与否，直接关系到最终检测结果的准确性；因此，对加速度传感器灵敏度的标定是保证结果可信度的主要手段。
常用的加速度传感器标定方法有绝对法和比较法两种：绝对法是指用测量物理量的基本单位和导出单位的方法来确定加速度传感器灵敏度，这种方法较为复杂，对设备要求较高；比较法是将被校加速度传感器与标准加速度传感器背靠背刚性地安装在振动台台面中心，或与装在振动台台面上附加固定装置内的标准加速度传感器同轴安装，在频率小于5kHz时，可采用附加固定装置的安装方式，在参考频率和参考加速度下，被校加速度传感器输出与所承受的加速度之比即为加速度传感器参考灵敏度，这种方法操作简便，对设备要求较低，试验时间短，可以获得满足要求的标定精度。
目前采用比较法进行校验时，由于被校加速度传感器与标准加速度传感器背靠背刚性地安装在校准振动台台面中心实现比较困难，而通常将被校加速度传感器与标准加速度传感器并列安装在校准振动台台面中心，虽然保证了被校加速度传感器与标准加速度传感器的轴向与振动台的主振方向一致，而且振动台面或夹具上各固定点振动值差异很小，但由于在校准振动台台面位置不一致，各点的刚性和重心的差异，会对测量准确性产生影响。
发明内容
本实用新型提供一种加速度传感器校准装置，能够解决被校加速度传感器与装在振动台台面上附加固定装置内的标准加速度传感器同轴安装的技术难题，同时具有操作简单、校准快速和准确的优点。
为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：
一种加速度传感器校准装置，包括振动台1、功率放大器2、函数发生器3、标准加速度传感器4、传感器支架5、信号采集模块6、主机7和显示器8；所述传感器支架5固定在振动台1上；所述标准加速度传感器4和被校加速度传感器9固定在传感器支架5上；所述信号采集模块6分别与被校加速度传感器9和标准加速度传感器4连接；所述主机7分别与函数发生器3、信号采集模块6和显示器8连接；所述功率放大器2与函数发生器3、振动台1连接；所述主机7用于控制函数发生器3产生函数波形信号；所述功率放大器2用于放大函数波形信号并驱动振动台1；所述振动台1用于产生不同频率、不同振幅的机械振动；所述被校加速度传感器9和标准加速度传感器4用于测量振动台1的机械振动并发出输出信号，信号采集模块6采集被校加速度传感器9和标准加速度传感器4的输出信号，传输至主机7中并通过计算转换为被校加速度传感器9的灵敏度幅值；所述显示器8用于显示主机7接收到的输出信号和计算的灵敏度幅值。
进一步地，所述振动台1为电动振动台，频率范围为5～5000Hz，最大加速度为980m/s2。
进一步地，所述标准加速度传感器4频率范围为0.1～7000Hz，最大加速度为980m/s2，灵敏度校准误差≤0.5%。
进一步地，所述传感器支架5为拱形门结构，采用弹性模量大于2.0GPa的材料。
进一步地，所述功率放大器2通过电缆与函数发生器3的BNC接口连接。
进一步地，所述功率放大器2与振动台1通过两端为航空插头的电缆连接。
进一步地，所述显示器8通过电缆与主机7的VGA接口连接。
进一步地，所述主机7通过USB信号线分别与函数发生器3和信号采集模块6连接。
进一步地，所述信号采集模块6通过电缆分别与被校加速度传感器9和标准加速度传感器4的BNC接口连接。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种加速度传感器校准装置，解决了被校加速度传感器与装在振动台台面上附加固定装置内的标准加速度传感器同轴安装的技术难题，不仅具有操作简单的特点，同时具有对加速度传感器快速、准确地校验的特点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍：
图1为本实用新型一种实施例的结构示意图；
图中，1：振动台；2：功率放大器；3：函数发生器；4：标准加速度传感器；5：传感器支架；6：信号采集模块；7：主机；8：显示器；9：被校加速度传感器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
请参照图1，本实用新型优选的一个实施例，包括振动台1、功率放大器2、函数发生器3、标准加速度传感器4、传感器支架5、信号采集模块6、主机7和显示器8；传感器支架5固定在振动台1上；标准加速度传感器4和被校加速度传感器9固定在传感器支架5上；信号采集模块6通过电缆分别与被校加速度传感器9和标准加速度传感器4的BNC接口连接；主机7通过USB信号线分别与函数发生器3和信号采集模块6连接；显示器8通过电缆与主机7的VGA接口连接；功率放大器2通过电缆与函数发生器3的BNC接口连接；功率放大器2与振动台1通过两端为航空插头的电缆连接。
优选的，振动台1采用DC-300-3型电动振动台，频率范围为5～5000Hz，最大加速度为980m/s2；功率放大器2采用SA-3型功率放大器，输出功率范围为0~1200W；函数发生器3采用A903993USB模块化函数发生器；标准加速度传感器4采用Endevco公司的2226C型压电式加速度传感器，其频率范围为0.1～7000Hz，最大加速度为1000m/s2，灵敏度校准误差≤0.5%；传感器支架5采用Q235碳素钢材料，形状为拱形门结构，解决了被校加速度传感器与装在振动台台面上附加固定装置内的标准加速度传感器同轴安装的技术难题；信号采集模块6采用USB2892 A/D采集卡；主机7采用PC机。
使用时，主机7控制函数发生器3产生函数波形信号，经功率放大器2放大并驱动振动台1，振动台1产生不同频率、不同振幅的机械振动；被校加速度传感器9和标准加速度传感器4测量振动台的机械振动并发出输出信号；信号采集模块6采集被校加速度传感器和标准加速度传感器4的输出信号，传输至主机7中并通过计算转换为被校加速度传感器9的灵敏度幅值（依据计算公式：S=(X/x)s，其中S、X表示标准加速度传感器的灵敏度幅值和加速度值，s、x表示被校加速度传感器的灵敏度幅值和加速度值。）；显示器8显示主机7接收到的输出信号和计算的灵敏度幅值，实现对被校加速度传感器的校准。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种加速度传感器校准装置，其特征在于：包括振动台（1）、功率放大器（2）、函数发生器（3）、标准加速度传感器（4）、传感器支架（5）、信号采集模块（6）、主机（7）和显示器（8）；所述传感器支架（5）固定在振动台（1）上；所述标准加速度传感器（4）和被校加速度传感器（9）固定在传感器支架（5）上；所述信号采集模块（6）分别与被校加速度传感器（9）和标准加速度传感器（4）连接；所述主机（7）分别与函数发生器（3）、信号采集模块（6）和显示器（8）连接；所述功率放大器（2）与函数发生器（3）、振动台（1）连接；所述主机（7）用于控制函数发生器（3）产生函数波形信号；所述功率放大器（2）用于放大函数波形信号并驱动振动台（1）；所述振动台（1）用于产生不同频率、不同振幅的机械振动；所述被校加速度传感器（9）和标准加速度传感器（4）用于测量振动台（1）的机械振动并发出输出信号，信号采集模块（6）采集被校加速度传感器（9）和标准加速度传感器（4）的输出信号，传输至主机（7）中并通过计算转换为被校加速度传感器（9）的灵敏度幅值；所述显示器（8）用于显示主机（7）接收到的输出信号和计算的灵敏度幅值。
2.根据权利要求1所述的一种加速度传感器校准装置，其特征在于：所述振动台（1）为电动振动台，频率范围为5～5000Hz，最大加速度为980m/s2。
3.根据权利要求1所述的一种加速度传感器校准装置，其特征在于：所述标准加速度传感器（4）频率范围为0.1～7000Hz，最大加速度为980m/s2，灵敏度校准误差≤0.5%。
4.根据权利要求1所述的一种加速度传感器校准装置，其特征在于：所述传感器支架（5）为拱形门结构，采用弹性模量大于2.0GPa的材料。
5.根据权利要求1所述的一种加速度传感器校准装置，其特征在于：所述功率放大器（2）通过电缆与函数发生器（3）的BNC接口连接。
6.根据权利要求1所述的一种加速度传感器校准装置，其特征在于：所述功率放大器（2）与振动台（1）通过两端为航空插头的电缆连接。
7.根据权利要求1所述的一种加速度传感器校准装置，其特征在于：所述显示器（8）通过电缆与主机（7）的VGA接口连接。
8.根据权利要求1所述的一种加速度传感器校准装置，其特征在于：所述主机（7）通过USB信号线分别与函数发生器（3）和信号采集模块（6）连接。
9.根据权利要求1所述的一种加速度传感器校准装置，其特征在于：所述信号采集模块（6）通过电缆分别与被校加速度传感器（9）和标准加速度传感器（4）的BNC接口连接。
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