基于Hopkinson杆的高g值冲击传感器校准

时间:2009-09-23来源:网络

由式(8)可看出:要确定Se需要测得由式(6)可知可由对被校准加速度计的输出进行积分得到,而则是由激光多普勒信号解析得到的速度。

4 实验数据及结果处理
对ENDEVCO公司生产的2225,2225M5A型、PCB公司生产的356820型加速度传感器进行灵敏度测试试验。试验结果如表1所示。

使用2225型冲击传感器和IM133电荷放大器做试验得图2~图5的曲线波形。被测传感器经电荷发生器归一化处理,输出刻度为1 mV/g。图2为实际试验获得的冲击过程中激光多普勒干涉信号,选择多普勒信号的开始点,去掉开始部分的不正常信号。该冲击校准装置中,滤波截止频率= 54 kHz,激光波长K=0.632 99 μm;激光干涉中使用二级衍射条纹,p=2;q=-2;光栅栅距d=1/150 mm。冲击过程中的激光多普勒干涉信号经计算,可得到冲击速度曲线,由式(3)获得图3所示的冲击速度波形曲线,最大速度v=5.33 m/s;由式(4)获得图4所示冲击加速度波形曲线,其峰值加速度g=4 497.533 7 m/s2,脉宽T=185μs,图5为冲击过程中加速度传感器输出波形曲线,截取有用信号,从该图可得其峰值VP=5.13 V,由式(6)可得被校加速度传感器的冲击校准灵敏度Sch=1.14 mv/g。由式(8)可得被测加速度传感器的平均灵敏度:Se=0.766 pc/g。

Hopkinson杆是校准高g值加速度传感器很好的实验装置,通过差动式激光多普勒测速仪,可以对冲击传感器在高g值段进行灵敏度校准实验。 ENDEVCO的2225、2225M5A型冲击传感器的灵敏度吻合较好,与各冲击传感器出厂灵敏度相比,误差小于0.1%,356820型传感器是3轴向冲击传感器,X轴的误差较小而另外两个轴向灵敏度误差偏大。

5 结论
本文所使用的冲击加速度校准方法,是目前原理最完善、最可靠的激光多普勒冲击校准方法,实现了绝对复现冲击加速度量值,采用光栅差动式激光干涉仪,实现冲击加速度的精确测量。为高g值加速度传感器的反复使用提供一种比较准确的参考标准。

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关键词: 校准 传感器 冲击 Hopkinson 基于 传感

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