高g值加速度传感器激光绝对法冲击校准技术研究

在详细分析反射式激光多普勒原理的基础上,研究了高g值加速度传感器的冲击校准方法。该方法利用Hopkinson杆作为加载手段,利用差动式激光多普勒干涉仪来绝对复现冲击加速度的量值。针对高g值压阻加速度传感器SIMIT-AYZ-60k进行了一系列的校准试验,利用积分运算法和最小二乘法的组合从准动态条件下的校准数据得到了准静态条件下的传感器冲击灵敏度。试验表明,这种方法实现了利用脉宽有限的激励脉冲对固有频率在20 kHz以上的高g值加速度传感器的校准,校准的不确定度可以满足冲击测试的工程需求。

高g值加速度计高冲击校准技术综述

针对现有高g值加速度计校准存在的局限性问题,综述了高冲击校准技术。该综述从系统组成、工作原理、性能指标、优缺点等方面总结了主要的校准装置或系统,为便于研究人员了解不同类别校准装置的差异性和共性提供重要参考。该综述在加速度计的高冲击校准装置的选用及高冲击试验具有重要工程实用价值。

不同冲击激励系统绝对法冲击校准比对可行性的研究

针对确定不同装置与不同方法之间一致性的比对方法,主要论述了基于激光绝对法校准的不同冲击激励系统校准结果比对可行性的问题。首先依据ISO16063-13标准规定的基于刚体碰撞与基于Hopkinson杆的冲击激励系统,分析了其基本原理与典型冲击波形;然后比较了同一只传感器在两种装置上校准结果,说明了结果的差异并分析了原因。最后提出了不同冲击激励系统之间可比性的方法,为冲击校准实验室、区域以及国际比对提供参考。

转管武器加速度参数测试系统的冲击校准法

针对转管武器加速度参数测试系统在承受高g值冲击后灵敏度方面会发生一定改变的问题,提出了一种基于Hop-kinson杆和激光多普勒干涉仪的冲击校准方法。该方法利用Hopkinson杆对测试系统进行加速度信号加载,采用激光多普勒干涉仪进行校准,实现了校准系统对冲击加速度的绝对复现。实验结果表明,这种校准方法可以很好地完成转管武器加速度参数测试系统的校准,相对误差满足测试灵敏度要求。

扭摆式高g值微机械加速度计的设计优化与冲击校准

设计实现了一种扭摆式高g值微机械加速度计。微结构采用十字形扭梁减小横向效应,摆片两侧使用梳齿结构作为止档和阻尼器,6个敏感单元并联的方式提高基础电容量。有限元仿真得到表头谐振频率约为56 k Hz,前两阶模态分离比大于4,高过载能力10万g,微结构灵敏度为8.94E-6p F/g,基于玻璃-硅(Silicon On Glass,SOG)工艺流片后单侧基础电容约为3.6 p F。分析了环形二极管电容检测电路的检测带宽问题,并设计了高g值加速度计的检测电路。搭建了霍普金森杆实验系统进行高g值的冲击校准,2万g范围内非线性度2%,5 V供电下标度因数约为24.5μV/g。

激励脉冲宽度对加速度计冲击校准误差的影响

加速度计准静态校准要求激励信号的频率与加速度计谐振频率相比足够低,以减小校准误差。通过加速度计数学模型建立了激励加速度脉冲宽度、加速度计谐振频率和校准误差之间的关系式;针对Hopkinson杆冲击校准装置,理论计算和实验结果表明,激励加速度脉冲宽度决定于应力脉冲前沿宽度,受应力波弥散影响,而与加速度计安装座长度无关。为选用和产生满足要求的激励脉冲信号提供了依据。

一种加速度计冲击校准系统

介绍了一套加速度计冲击校准系统的测试原理和方法,该系统可产生半正弦冲击脉冲,可对压电式、内置电路式和压阻式等多种加速度计的冲击灵敏度进行校准.其中冲击比较校准器通过弹体碰撞装有标准传感器和被校传感器的砧子,进行背靠背式比较校准,其可产生低量程的冲击加速度,可对加速度计进行精确、可控的校准;高g值冲击校准器可产生可控的冲击激励脉冲,共基于Hopkinson棒原理,通过高压气加速弹体碰撞Hopkinson棒,使棒中产生压缩波,并传到装有被校传感器的棒的另一端,系统通过贴在棒中部的应变片测得该点的应变,通过应变与加速度之间的关系式计算出棒末端被校传感器处所受到的冲击加速度值.

差动式激光多普勒技术在冲击校准测试中的应用

本文介绍了利用差动式激光多普勒技术实现高加速冲击校准的原理、方法和实际的光学系统。

基于激光多普勒测速法的2×10~6 m/s^2高冲击校准技术

在高冲击传感器动态性能校准中,实现高量程、宽脉冲激励是目前高冲击校准急需解决的问题。采用速度改变法校准原理,以气炮为激励源,利用激光多普勒测速方法测量砧体运动速度,建立高冲击校准系统。分析碰撞系统的作用原理,提出调整和控制激励脉宽的方法;分析测速误差,提出双光束差动侧向测速方法。实验结果表明:高冲击校准系统校准量程为2×106m/s2,激励脉宽在2×106m/s2时大于100μs,校准冲击灵敏度的扩展不确定度小于5%(k=2)。

光切割法10^5g冲击校准技术

对高达10~5g冲击校准技术做了探讨。依照ISO/5347—2标准的光切割法原理并采用气炮装置,使校准上限可达10~5g,校准加速度脉冲持续时间为100μs,校准不确定度可达到±5％.这种校准下限也可做到10~2g量级。

用冲击法校准压电式力传感器的灵敏度

通过分析压电式力传感器的结构及工作原理,同时利用实验室现有的比较法冲击加速度标准装置,设计了用冲击法校准该类传感器的灵敏度的简便可行而又可靠的新方法。由于冲击法可以产生较高的冲击加速度,因而拓宽了动态力的计量范围。举例进行了方法的验证,同时对校准结果的不确定度进行了评定,保证了该类传感器量值传递的准确性。

激光干涉法冲击绝对校准的研究

基于ISO16063—13冲击绝对法校准标准，介绍了基于砧体碰撞的低g值和基于Hopkinson杆的高g值冲击激励机械系统的特点，并模拟了2套系统产生的冲击波形，通过解调零差和外差激光干涉仪的输出信号重构了机械激励系统产生的随时间变化的位移信号，信号处理算法有效地抑制了确定和随机噪声，从而准确地确定了加速度信号的峰值与频谱，仿真、实验以及与绝对法振动校准比较的结果表明，其测量扩展不确定度小于l％（k=2）。

绝对法冲击校准激光干涉信号处理技术木

论述了对加速度计进行激光绝对法冲击校准的方法，该方法以ISO16063—13冲击绝对法校准标准为依据。介绍了两种典型干涉仪的特点并模拟了其干涉波形，分析了干涉信号主要误差来源以及修正办法，通过解调零差或者外差的激光干涉仪的输出信号重构了机械激励系统产生的随时间变化的位移信号，数据处理的过程能有效的抑制确定过程和随机过程的噪声，从而能够准确的确定加速度信号的峰值与频谱，仿真与实际的试验表明，其测量不确定度优于1％。

冲击力传感器灵敏度系数的三轴同步校准方法研究

为了对三轴力传感器灵敏度系数进行冲击校准,提出一种斜端面Hopkinson杆实现可计量的三轴冲击力脉冲方法。通过数值计算,分析斜面角度θ对Z-轴计量误差的影响。利用直端面Hopkinson杆对B25B型三轴力传感器Z-轴单轴校准,分析两种构型子弹冲击下传感器的频率特性,建立子弹构型与加载信号带宽之间的关系。通过斜端面Hopkinson杆,对B25B型三轴力传感器进行三轴同步冲击校准,利用最小二乘法对其进行解耦分析,结果表明,X-、Y-轴之间具有正耦合关系,X-、Z-及Y-、Z-轴之间具有负耦合关系,且灵敏度系数随冲击速度线性变化。最后,将同步校准结果用于Z-轴方向力的测试,结果表明,相比于单轴校准,同步校准结果计算的力更接近于实测力,最大相对误差为1.73%。

加速度计的冲击摆校准法

本文介绍了有关冲击摆(单摆与复摆)的计算方法、产生加速度的原理、加速度的调整与测量方法及其误差分析。冲击摆是在工厂条件下校准加速度计的一种装置,对于低于5000m/s2的冲击加速度,其稳定性和精确度都很好,若加速度波形为半正弦波,其综合测量误差优于5%。

ES-Ⅱ假人胸部冲击试验肋骨位移的校准方法

根据规范要求对ES-Ⅱ假人胸部冲击试验中的肋骨位移校准的方法进行研究,并探讨其不确定度评定方法,确定影响不确定度的因素。

冲击电压校准器校准方法的探讨

冲击电压校准器可以用来校准冲击电压测量系统的二次采集装置,包括数字示波器、数字记录仪以及冲击峰值电压表。所以冲击电压校准器是冲击电压进行量值溯源的关键。本文对冲击电压校准器的校准方法及步骤进行了详细介绍,为冲击电压的溯源提供了参考。

弹簧冲击器校准装置校准方法

本文通过对JJF1475-2014《弹簧冲击器校准规范》和GB/T 2423.55-2006 附录B 的理解以及结合实际校准经历,对弹簧冲击器校准装置的校准项目、计量特性和校准方法等提出一些建议,能够比较全面的评价校准装置的计量特性。

低g值碰撞式冲击加速度计量标准装置研究与建立

研究建立低g值碰撞式冲击加速度计量标准装置,在冲击加速度峰值20~10 000 m/s2及脉冲持时0.5~10 ms内实现基于碰撞式激励半正弦平方波形的加速度计冲击灵敏度激光干涉法高精度校准。校准不确定度为1%,k=2。介绍装置的结构组成及解决的关键技术,描述波形发生的材料种类,给出校准的实验数据及不确定度评估。低g值碰撞式冲击加速度计量标准装置为主导亚太计量规划组织冲击加速度研究性国际比对APMP.AUV.V-P1的主要测量装置。

斜端面Hopkinson杆校准多维高g值加速度计方法研究

为了对多维高g值加速度计灵敏度系数进行校准,提出一种斜端面Hopkinson杆实现多维加速度计量脉冲方法。首先,通过ANSYS/LS-DYNA有限元软件分析了斜面角度和激励脉宽对斜面上质点波形的影响,定义杆端斜面部分沿杆轴向投影L与激励脉冲波长λ的比值为δ;其次,利用改进的斜端面Hopkinson杆对三轴加速度计中2个轴的灵敏度及交叉灵敏度系数进行同步校准,得到不同气压下灵敏度系数矩阵。研究结果表明:δ并不是决定斜面质点加速度波形的唯一参数,但对相同L的校准杆,δ值越小,斜面各质点加速度波形越趋于一致;因轴间耦合作用,双轴同步校准得到的各主轴灵敏度系数要小于单轴依次校准,且z轴方向激励(安装面法线方向)对y向(安装面切向)输出影响较大。