加速度傳感器標定：加速度傳感器批量標定系統(tǒng)的設計

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加速度傳感器標定：如何標定加速度傳感器的靈敏度？

加速度傳感器被廣泛應用于振動分析和旋轉機械的故障診斷。加速度傳感器在使用一段時間后通常需要進行靈敏度校準，但由于傳統(tǒng)的校準裝置非常昂貴，用戶不得不將傳感器送到生產(chǎn)廠家去進行校準，這往往需要耗費很長的時間。
有一款便攜式加速度標定儀 MC-20，它有著加振器和顯示屏集成一體的緊湊型設計，體積小巧便攜，并且使用干電池供電，可以在短時間內(nèi)快速校準加速度傳感器的靈敏度，非常適合在現(xiàn)場使用。
px：不知道怎么標定加速度傳感器的靈敏度

加速度傳感器標定：實驗一 加速度傳感器的靜態(tài)標定

實驗一 加速度傳感器的靜態(tài)標定 一、實驗目的      1.了解離心機使用方法      2.熟悉加速度傳感器的靜態(tài)特性       3.掌握加速度傳感器的靜態(tài)標定方法 二、實驗儀器      離心機  離心機控制柜                                                               離心機  離心機：給加速度傳感器以固定的加速度g值，在此過程中， 測量其輸出。 離心機控制柜：對離心機進行控制，包括加速度g值、轉速等。 三、實驗原理 線性度：是指傳感器的輸出與輸入之間數(shù)量關系的線性程度； 遲滯：傳感器在輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到小 （反行程）變化期間其輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象稱為遲 滯； 重復性：是指傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變 化時所得特性曲線不一致的程度。 四、實驗步驟 1.將加速度傳感器安裝在離心機內(nèi)，并連接好設備                 2.打開離心機控制柜，點擊控制軟件圖標，出現(xiàn)設置窗口  3.點擊“參數(shù)設置”按鈕，設置加速度g值、轉速、試驗時間以及啟動時間  4.啟動離心機，下圖中，離心機運行在響應階段  5.離心機工作在穩(wěn)定運轉階段，在這一階段可以記錄加速度傳感器的輸出值  6，以上過程重復正反3個行程，并記錄其輸出 五、結果分析 將以上實驗過程得到的結果進行分析，即可得到加速度傳感 器的線性度、重復性及遲滯等靜態(tài)特性參數(shù)  * *

加速度傳感器標定：常用的加速度傳感器的標定方法總結

　　今天，在介紹傳感器的具體標定方法中，以一個典型傳感器——加速度傳感器的標定為例，詳細像大家介紹幾種常用的標定方法。
加速度傳感器的標定
　　1.重力場法
　　對具有零頻響應的加速度計，可用地球靜態(tài)重力場法進行標定，校準裝置如圖所示。地球重力場法也是一種絕對校準法，具有較高的精度。
靜態(tài)地球重力場校準法
　　被校傳感器安裝到臺面上，臺面可繞中心軸旋轉，傳感器靈敏軸也隨之旋轉。當傳感器轉至任一角度時
　　
　　此方法使用中須注意：
　　①該方法原則上屬于靜態(tài)絕對校準，僅適用于具有零頻響應的加速度計（如伺服式、壓阻式、應變式和張絲式）的校準。
　　②裝置必須具有良好的隔振基礎，旋轉軸應嚴格保持水平位置，否則精度將受到影響。
　　2.轉臺式重力場標定法
　　零頻法校準屬靜態(tài)校準。將零頻校準裝置適當改進，即讓臺面以一定頻率勻速旋轉，則構成低頻重力場標定臺。當臺面旋轉時，加速度傳感器敏感元件受-1?+1g的交變加速度，記錄下不同頻率下加速度傳感器的輸出值，即可求出它們的動態(tài)靈敏度。
　　此方法僅適用于低頻。
　　3.比較法
　　比較法是傳感器校準最常用的方法。它具有原理簡單、操作方便、對設備要求不高等一系列優(yōu)點，所以應用十分廣泛。
　　1)比較法工作原理
　　兩只加速度傳感器背靠背地安裝在一起（或安裝在一剛性支架上），其中一只為參考標準加速度傳感器，它的靈敏度和全部技術性能是已知的；另一只為被校傳感器，用同樣的加速度激勵它們，則它們的輸出分別是：
　　以上原理同樣適用于校準速度傳感器和位移傳感器。
　　2)標準加速度傳感器
　　在比較校準中，標準傳感器是最關鍵的環(huán)節(jié)。它的質(zhì)量好壞對校準結果有十分重要的影響。因此，需對標準傳感器提出一定的要求或規(guī)定。我國已發(fā)布了標準壓電加速度計檢定規(guī)程。從其在比較法中起著傳遞量值的振動基準的作用來看，它應滿足如下要求：
　　①靈敏度高，用激光法或互易法校準，校準精度優(yōu)于0.5%。
　　②靈敏度應具有長期穩(wěn)定性，即在檢定周期內(nèi)應無明顯變化，要髙于校準精度1倍。
　　③橫向靈敏度比不大于3%。
　　④線性度要高。
　　⑤非振動環(huán)境靈敏度要低，如溫度響應、磁靈敏度、基座應變靈敏度、瞬變溫度靈敏度應盡量低。
　　標準加速度傳感器全部是壓電式的，如美國2270型、丹麥8305型、國產(chǎn)SHQ-16型和YD44型等。
　　下圖示出了兩種標準加速度傳感器的外形圖，美國2270型標準加速度計的換能元件系采用高穩(wěn)定度的硬性壓電陶瓷材料；丹麥BK公司8305型標準加速度傳感器及其他型號的標準電壓加速度傳感器都采用石英晶體為換能元件。標準加速度傳感器用激光干涉法進行絕對校準時，測量鏡必須粘貼在傳感器頂部的安裝面上，否則會引入誤差。
　
  當用標準加速度傳感器進行比較法校準時，需注意被校傳感器自重對校準結果的影響。負載對靈敏度的影響如圖7-4所示。
負載對傳感器靈敏度的影響
  當負載較小時，即m2=0時，得
  做比較校準時，標準傳感器上附有質(zhì)量m2，故有
　　由式（7-10）可見，由于增加了m2，使標準傳感器固有頻率下降。圖7-5為不同載荷下某標準壓電加速度傳感器的頻響曲線。
　　由圖7-5可見，質(zhì)量負載將影響標準傳感器的高頻響應。
　　3）比較法校準方法
　　比較法原理簡單，但試驗方法很多。現(xiàn)介紹幾種典型方法。
　　?電壓比測量法
　　電壓比測量法校準系統(tǒng)框圖如圖7-6所示。這是一種簡單而常用的方法。圖7-6中，兩只被激勵的傳感器背靠背安裝在一起，其中下面的為參考標準加速度傳感器，上面是被測傳感器。用振動臺激勵傳感器，信號經(jīng)電荷放大器進入阻抗變換，適調(diào)放大后接入轉換開關，之后分別通入一只電壓表。
　　具體標定方法是，首先將轉換開關置于K1，電荷放大器靈敏度適調(diào)開關置于標準傳感器靈敏度位置，增益為1V/g檔。在一定頻率下（通常為160Hz）激勵振動臺，觀察電壓表輸出，并調(diào)整信號源激勵信號幅度，使電壓表指示為一整數(shù)值（如峰值1V）。此時，電壓表指示的值即為臺面振動加速度。
　　將開關k1置于K2，此時，被校傳感器與電壓表接通，通過調(diào)整電荷放大器增益與適調(diào)電位器旋鈕，使電壓表指示與標準傳感器相一致（注意增益檔位置）。此時，如電壓表輸出為1V（峰值），電荷放大器增益為1V/g檔，電荷放大器靈敏度適調(diào)旋鈕指示為13.2pC，那么，該被標定傳感器的靈敏度即是13.2pC/g。
　　同理，用此方法也可標定其他類型傳感器。標定中，標準通道的作用是控制振動臺的激勵加速度，使之為定值。這樣，只要測出被測通道的輸出，則求出了被校傳感器的靈敏度。工程上，常將傳感器連同信號適調(diào)器一起標定。
　　
　　這種方法的優(yōu)點是操作簡單、工作效率高，只要調(diào)好分壓比，立刻可知被校傳感器靈敏度，還消除了儀表檔差、表頭非線性及讀數(shù)誤差，具有較高精度。
　　?檢流計法
　　檢流計法原理與電位計法基本相同，所不同的是兩傳感器的輸出經(jīng)變換放大后，經(jīng)檢波器整流變成直流進行比較。目前，已有廠家生產(chǎn)用于比較法校準的專用儀器DAD-1多功能交直流變換器和雙通道數(shù)字式對數(shù)電壓表。其比較法校準試驗如圖7-8所示。
　　該裝置是我國壓電加速度傳感器頻響校驗標準裝置，自然也可用于傳感器靈敏度的標定試驗。
　　?自動比較校準系統(tǒng)
　　目前，微型計算機技術的普及使傳感器校準向自動化、智能化的方向發(fā)展。圖7-9所示為一種壓電加速度傳感器自動化校準系統(tǒng)。
　　在該系統(tǒng)中，標準加速度計與被校加速度傳感器“背靠背”地安裝在振動臺上。受激勵后，標準傳感器的輸出分為兩路：一路用于反饋回振動臺控制系統(tǒng)，控制振動臺臺面加速度使之保持恒定；另一路與被校準傳感器的信號一道被送入計算機。
　　
　　振動臺的頻率信號也同時輸入計算機。經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，計算機通過打印機接口電路，驅(qū)動打印機自動打印出被校傳感器的靈敏度、頻率響應、諧振頻率等。