一種振動(dòng)傳感器高溫靈敏度絕對(duì)校準(zhǔn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及振動(dòng)計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種振動(dòng)傳感器高溫靈敏度絕對(duì)校準(zhǔn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]振動(dòng)傳感器廣泛應(yīng)用于國(guó)防軍工的科研、生產(chǎn)和試驗(yàn)過程中各個(gè)環(huán)節(jié)，在各種環(huán)境條件下?lián)?fù)著監(jiān)控和測(cè)試的職能。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，溫度變化對(duì)振動(dòng)傳感器的靈敏度影響很大，這是因?yàn)檎駝?dòng)傳感器多數(shù)由壓電材料構(gòu)成，根據(jù)壓電材料的特性，當(dāng)其在參考工作溫度(室溫)以外工作時(shí)，它的輸出電荷靈敏度將產(chǎn)生很大變化。高低溫環(huán)境下由溫度引入的測(cè)試誤差是不可忽略的，使用過程中必須對(duì)振動(dòng)傳感器的靈敏度進(jìn)行修正。
[0003]目前振動(dòng)振動(dòng)傳感器的校準(zhǔn)都是在常溫下進(jìn)行，其校準(zhǔn)的方式都是將被校準(zhǔn)的振動(dòng)傳感器直接安裝在標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)上(如圖1所示)，由于標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)工作溫度范圍較窄，無(wú)法在高低溫環(huán)境下工作，不能將校準(zhǔn)裝置整體放入高溫試驗(yàn)箱中，因此采用這種結(jié)構(gòu)形式的校準(zhǔn)方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)高低溫下的振動(dòng)傳感器校準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決目前振動(dòng)傳感器無(wú)法在高溫環(huán)境下進(jìn)行校準(zhǔn)的難題，本發(fā)明提出一種振動(dòng)傳感器高溫靈敏度絕對(duì)校準(zhǔn)方法。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案:一種振動(dòng)傳感器高溫靈敏度絕對(duì)校準(zhǔn)方法，其包括如下步驟:
[0006](I)溫度控制:設(shè)置一個(gè)溫度可控制在20°C?800°C的高溫試驗(yàn)箱；
[0007](2)被校振動(dòng)傳感器振動(dòng)測(cè)量:標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)設(shè)置在高溫試驗(yàn)箱外，標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)延長(zhǎng)桿置于高溫試驗(yàn)箱內(nèi)，被校振動(dòng)傳感器放于高溫試驗(yàn)箱內(nèi)、且定置在標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)延長(zhǎng)桿上，即標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)通過振動(dòng)延長(zhǎng)桿傳遞給高溫試驗(yàn)箱內(nèi)的被校振動(dòng)傳感器；在高溫試驗(yàn)箱內(nèi)的振動(dòng)傳感器感受標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)信號(hào)并產(chǎn)生模擬的電信號(hào)輸出至數(shù)據(jù)采集卡，通過數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并輸入計(jì)算機(jī)；
[0008](3)激光干涉儀振動(dòng)測(cè)量:激光干涉儀設(shè)置在高溫試驗(yàn)箱外，激光干涉儀的光線可透過高溫試驗(yàn)箱體上的玻璃窗口射至被校振動(dòng)傳感器上；調(diào)整激光干涉儀，使其光線聚焦于傳感器的表面，調(diào)整光路使之產(chǎn)生干涉；激光干涉儀測(cè)量振動(dòng)傳感器振動(dòng)量級(jí)，輸出模擬電信號(hào)，通過數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并輸入計(jì)算機(jī)；
[0009](4)計(jì)算機(jī)解算:計(jì)算機(jī)根據(jù)激光干涉儀和振動(dòng)傳感器的輸出，解算振動(dòng)傳感器高溫靈敏度。
[0010]如上所述的一種振動(dòng)傳感器高溫靈敏度絕對(duì)校準(zhǔn)方法，其所述的標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)連接功率放大器，功率放大器連接信號(hào)源，信號(hào)源連接計(jì)算機(jī)；通過計(jì)算機(jī)調(diào)整信號(hào)源或功率放大器輸出電壓，按照以上步驟(I)至步驟(4)測(cè)量振動(dòng)傳感器高溫靈敏度，可得其高溫下靈敏度的幅值線性度；通過計(jì)算機(jī)調(diào)整信號(hào)源輸出頻率，并按照以上步驟(I)至步驟(4)測(cè)量振動(dòng)傳感器靈敏度，可得其高溫下靈敏度的頻率響應(yīng)。
[0011]如上所述的一種振動(dòng)傳感器高溫靈敏度絕對(duì)校準(zhǔn)方法，其溫度控制器連接繼電器，繼電器連接設(shè)在高溫試驗(yàn)箱內(nèi)的電加熱絲；溫度控制器還連接高溫試驗(yàn)箱內(nèi)設(shè)置的熱電偶；在溫度控制器設(shè)定高溫試驗(yàn)箱的溫度值，經(jīng)過繼電器控制電加熱絲對(duì)高溫試驗(yàn)箱內(nèi)部進(jìn)行加熱；由熱電偶反饋高溫試驗(yàn)箱內(nèi)溫度至溫度控制器，達(dá)到設(shè)定溫度值后恒定10?30分鐘。
[0012]本發(fā)明的效果在于:本發(fā)明提出一種振動(dòng)傳感器高溫靈敏度絕對(duì)校準(zhǔn)方法，解決在高溫環(huán)境下無(wú)法進(jìn)行振動(dòng)傳感器校準(zhǔn)的難題。采用本方法構(gòu)建振動(dòng)傳感器高溫靈敏度校準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)振動(dòng)傳感器高溫靈敏度絕對(duì)校準(zhǔn)。
【附圖說明】
[0013]圖1為振動(dòng)傳感器常溫校準(zhǔn)原理示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明所述的一種振動(dòng)傳感器高溫靈敏度絕對(duì)校準(zhǔn)方法原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的一種振動(dòng)傳感器高溫靈敏度絕對(duì)校準(zhǔn)方法作進(jìn)一步描述。
[0016]如圖2所示，本發(fā)明所述的振動(dòng)傳感器高溫靈敏度絕對(duì)校準(zhǔn)方法，其包括如下步驟:
[0017](I)溫度控制:設(shè)置一個(gè)溫度可控制在20°C?80(TC的高溫試驗(yàn)箱；溫度控制器連接繼電器，繼電器連接設(shè)在高溫試驗(yàn)箱內(nèi)的電加熱絲；溫度控制器還連接高溫試驗(yàn)箱內(nèi)設(shè)置的熱電偶；在溫度控制器設(shè)定高溫試驗(yàn)箱的溫度值，經(jīng)過繼電器控制電加熱絲對(duì)高溫試驗(yàn)箱內(nèi)部進(jìn)行加熱；由熱電偶反饋高溫試驗(yàn)箱內(nèi)溫度至溫度控制器，達(dá)到設(shè)定溫度值(例如300°C )后恒定10?30分鐘(例如:15分鐘);
[0018](2)被校振動(dòng)傳感器振動(dòng)測(cè)量:標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)設(shè)置在高溫試驗(yàn)箱外，標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)延長(zhǎng)桿置于高溫試驗(yàn)箱內(nèi)，被校振動(dòng)傳感器放于高溫試驗(yàn)箱內(nèi)、且定置在標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)延長(zhǎng)桿上，即標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)通過振動(dòng)延長(zhǎng)桿傳遞給高溫試驗(yàn)箱內(nèi)的被校振動(dòng)傳感器；在高溫試驗(yàn)箱內(nèi)的振動(dòng)傳感器感受標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)信號(hào)并產(chǎn)生模擬的電信號(hào)輸出至數(shù)據(jù)采集卡，通過數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并輸入計(jì)算機(jī)；
[0019](3)激光干涉儀振動(dòng)測(cè)量:激光干涉儀設(shè)置在高溫試驗(yàn)箱外，激光干涉儀的光線可透過高溫試驗(yàn)箱體上的玻璃窗口射至被校振動(dòng)傳感器上；調(diào)整激光干涉儀，使其光線聚焦于傳感器的表面，調(diào)整光路使之產(chǎn)生干涉；激光干涉儀測(cè)量振動(dòng)傳感器振動(dòng)量級(jí)，輸出模擬電信號(hào)，通過數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并輸入計(jì)算機(jī)；
[0020](4)計(jì)算機(jī)解算:計(jì)算機(jī)根據(jù)激光干涉儀和振動(dòng)傳感器的輸出，解算振動(dòng)傳感器高溫靈敏度；
[0021](5)連續(xù)測(cè)量:標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)連接功率放大器，功率放大器連接信號(hào)源，信號(hào)源連接計(jì)算機(jī)；通過計(jì)算機(jī)調(diào)整信號(hào)源或功率放大器輸出電壓，按照以上步驟(I)至步驟(4)測(cè)量振動(dòng)傳感器高溫靈敏度，可得其高溫下靈敏度的幅值線性度；通過計(jì)算機(jī)調(diào)整信號(hào)源輸出頻率，并按照以上步驟(I)至步驟(4)測(cè)量振動(dòng)傳感器靈敏度，可得其高溫下靈敏度的頻率ο '1./ Γ^ιΙ._ι
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種振動(dòng)傳感器高溫靈敏度絕對(duì)校準(zhǔn)方法，其特征在于:該方法包括如下步驟: (1)溫度控制:設(shè)置一個(gè)溫度可控制在20°c?800°C的高溫試驗(yàn)箱； (2)被校振動(dòng)傳感器振動(dòng)測(cè)量:標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)設(shè)置在高溫試驗(yàn)箱外，標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)延長(zhǎng)桿置于高溫試驗(yàn)箱內(nèi)，被校振動(dòng)傳感器放于高溫試驗(yàn)箱內(nèi)、且定置在標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)延長(zhǎng)桿上，即標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)通過振動(dòng)延長(zhǎng)桿傳遞給高溫試驗(yàn)箱內(nèi)的被校振動(dòng)傳感器；在高溫試驗(yàn)箱內(nèi)的振動(dòng)傳感器感受標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)信號(hào)并產(chǎn)生模擬的電信號(hào)輸出至數(shù)據(jù)采集卡，通過數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并輸入計(jì)算機(jī)； (3)激光干涉儀振動(dòng)測(cè)量:激光干涉儀設(shè)置在高溫試驗(yàn)箱外，激光干涉儀的光線可透過高溫試驗(yàn)箱體上的玻璃窗口射至被校振動(dòng)傳感器上；調(diào)整激光干涉儀，使其光線聚焦于傳感器的表面，調(diào)整光路使之產(chǎn)生干涉；激光干涉儀測(cè)量振動(dòng)傳感器振動(dòng)量級(jí)，輸出模擬電信號(hào)，通過數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并輸入計(jì)算機(jī)； (4)計(jì)算機(jī)解算:計(jì)算機(jī)根據(jù)激光干涉儀和振動(dòng)傳感器的輸出，解算振動(dòng)傳感器高溫靈敏度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種振動(dòng)傳感器高溫靈敏度絕對(duì)校準(zhǔn)方法，其特征在于:所述的標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)連接功率放大器，功率放大器連接信號(hào)源，信號(hào)源連接計(jì)算機(jī)；通過計(jì)算機(jī)調(diào)整信號(hào)源或功率放大器輸出電壓，按照以上步驟(I)至步驟(4)測(cè)量振動(dòng)傳感器高溫靈敏度，可得其高溫下靈敏度的幅值線性度；通過計(jì)算機(jī)調(diào)整信號(hào)源輸出頻率，并按照以上步驟(I)至步驟(4)測(cè)量振動(dòng)傳感器靈敏度，可得其高溫下靈敏度的頻率響應(yīng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種振動(dòng)傳感器高溫靈敏度絕對(duì)校準(zhǔn)方法，其特征在于:溫度控制器連接繼電器，繼電器連接設(shè)在高溫試驗(yàn)箱內(nèi)的電加熱絲；溫度控制器還連接高溫試驗(yàn)箱內(nèi)設(shè)置的熱電偶；在溫度控制器設(shè)定高溫試驗(yàn)箱的溫度值，經(jīng)過繼電器控制電加熱絲對(duì)高溫試驗(yàn)箱內(nèi)部進(jìn)行加熱；由熱電偶反饋高溫試驗(yàn)箱內(nèi)溫度至溫度控制器，達(dá)到設(shè)定溫度值后恒定10?30分鐘。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種振動(dòng)傳感器高溫靈敏度絕對(duì)校準(zhǔn)方法，其包括如下步驟：(1)設(shè)置一個(gè)高溫試驗(yàn)箱；(2)標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)通過振動(dòng)延長(zhǎng)桿傳遞給高溫試驗(yàn)箱內(nèi)的被校振動(dòng)傳感器；在高溫試驗(yàn)箱內(nèi)的振動(dòng)傳感器感受標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)信號(hào)并產(chǎn)生模擬的電信號(hào)輸出至數(shù)據(jù)采集卡，通過數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并輸入計(jì)算機(jī)；(3)激光干涉儀的光線可透過高溫試驗(yàn)箱體上的玻璃窗口射至被校振動(dòng)傳感器上；激光干涉儀測(cè)量振動(dòng)傳感器振動(dòng)量級(jí)，輸出模擬電信號(hào)，通過數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并輸入計(jì)算機(jī)；(4)計(jì)算機(jī)解算振動(dòng)傳感器高溫靈敏度。本發(fā)明解決在高溫環(huán)境下無(wú)法進(jìn)行振動(dòng)傳感器校準(zhǔn)的難題，可實(shí)現(xiàn)振動(dòng)傳感器高溫靈敏度絕對(duì)校準(zhǔn)。
【IPC分類】G01H11/08
【公開號(hào)】CN105571709
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410636989
【發(fā)明人】朱剛, 楊曉偉, 閆磊, 劉鑫, 武東健
【申請(qǐng)人】北京航天計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所, 中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2014年11月5日