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加速度傳感器的標(biāo)定：加速度傳感器怎樣標(biāo)定

我理解的：就是對(duì)生產(chǎn)出來(lái)的傳感器進(jìn)行一系列的測(cè)試，看看其各項(xiàng)數(shù)據(jù)是否達(dá)到設(shè)計(jì)或出廠指標(biāo)的一系列實(shí)驗(yàn)過(guò)程。
相關(guān)資料的說(shuō)法：傳感器的性能標(biāo)定是通過(guò)試驗(yàn)建立傳感器輸入量與輸出量之間的關(guān)系。同時(shí)確定出不同條件下的誤差關(guān)系。傳感器的標(biāo)定分靜態(tài)標(biāo)定和動(dòng)態(tài)標(biāo)定兩種。
詳細(xì)請(qǐng)見(jiàn)：
目的就是要知道這傳感器到底怎么樣。
具體過(guò)程由專(zhuān)用實(shí)驗(yàn)設(shè)備來(lái)完成。上面詳細(xì)資料里有。
我覺(jué)得關(guān)鍵技術(shù)要看實(shí)驗(yàn)設(shè)備的好壞了，這個(gè)過(guò)程人工是無(wú)能為力的。

加速度傳感器的標(biāo)定：壓電加速度傳感器的靈敏度標(biāo)定

壓電加速度傳感器的靈敏度標(biāo)定
（1-1）絕對(duì)標(biāo)定（干涉法）
加速度傳感器的靈敏度是以 1g 的輸出電壓即 mV/g 來(lái)表示的。進(jìn)行絕對(duì)標(biāo)定時(shí)，需要對(duì)加振器產(chǎn)生的加速度（g）進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。加振頻率一定的情況下，通過(guò)測(cè)量加振臺(tái)的位移來(lái)求出當(dāng)時(shí)的加速度。加振頻率以及傳感器的輸出電壓可以比較精確的測(cè)得，但是加振臺(tái)的位移由于是數(shù)μ m 的程度，即使使用顯微鏡也難免會(huì)有人為的誤差產(chǎn)生，所以無(wú)法得到精確值。因此為了精確測(cè)量微小振幅，使用激光的邁克耳孫干涉儀。圖 1 是通過(guò)激光干涉法對(duì)加速度傳感器進(jìn)行絕對(duì)標(biāo)定的框圖。
圖1. 利用激光干涉法的絕對(duì)標(biāo)定
首先激光發(fā)振器發(fā)出的光通過(guò)光束分離器分為 2 個(gè)方向。一方通過(guò)光束分離器的光被固定鏡反射到受光器里。另一方通過(guò)振動(dòng)臺(tái)上的振動(dòng)鏡反射到受光器，此時(shí)兩者之間發(fā)生干涉。由于這個(gè)干涉光最大為每束激光波長(zhǎng)的 1/2，因此干涉環(huán)的頻率和加振臺(tái)的振幅，可以通過(guò)臺(tái)面每周期運(yùn)動(dòng)時(shí)所包含的干涉環(huán)數(shù)量，即干涉環(huán)頻率與加振臺(tái)頻率之比求得。另外，作為光源的激光一般使用氦氖激光器(λ=0.6328μm)。
（1-2）比較法
比較標(biāo)定法是把通過(guò)絕對(duì)標(biāo)定后的加速度傳感器作為標(biāo)準(zhǔn)傳感器，其輸出與被測(cè)傳感器的輸出進(jìn)行比較。因?yàn)椴僮骱?jiǎn)易一般的加速度傳感器都用這個(gè)方法標(biāo)定。使用此方法需要特別注意是，如果標(biāo)準(zhǔn)傳感器和被測(cè)傳感器沒(méi)有同時(shí)運(yùn)動(dòng)的話，就不能保證標(biāo)定值的精確度。因此，需要將兩個(gè)傳感器固定好。圖 2 是比較標(biāo)定法的框圖。
圖2. 比較標(biāo)定法

加速度傳感器的標(biāo)定：如何標(biāo)定加速度傳感器的靈敏度

如何標(biāo)定加速度傳感器的靈敏度

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1、簡(jiǎn)介

加速度傳感器被廣泛應(yīng)用于振動(dòng)分析和旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障診斷。加速度傳感器在使用一段時(shí)間后通常需要進(jìn)行靈敏度校準(zhǔn)，但由于傳統(tǒng)的校準(zhǔn)裝置非常昂貴，用戶不得不將傳感器送到生產(chǎn)廠家去進(jìn)行校準(zhǔn)，這往往需要耗費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間。

MC-20 便攜式加速度傳感器校準(zhǔn)儀正是基于這一需要推出的，它有著加振器和顯示屏集成一體的緊湊型設(shè)計(jì)，體積小巧便攜，并且使用干電池供電，可以在短時(shí)間內(nèi)快速校準(zhǔn)加速度傳感器的靈敏度，非常適合在現(xiàn)場(chǎng)使用。

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2、結(jié)構(gòu)及名稱(chēng)

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3、產(chǎn)品特點(diǎn)

1、標(biāo)定儀內(nèi)置了加振器，可以直接讀取壓電加速度傳感器的靈敏度值，

標(biāo)定過(guò)程可以在很短時(shí)間內(nèi)完成。

2、儀器小巧輕便，方便攜帶和現(xiàn)場(chǎng)使用。

3、可以使用干電池工作，如果在實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)時(shí)間使用也可使用適配器供電。

4、對(duì)于電壓輸出型的加速度傳感器，標(biāo)定儀可提供多種驅(qū)動(dòng)電源。

5、MC-20 標(biāo)定儀可以記錄 100 組傳感器的標(biāo)定數(shù)據(jù)，也可使用 USB 電纜進(jìn)行傳輸。

6、標(biāo)定儀對(duì)于靈敏度較低或者體積很小的加速度傳感器也可以進(jìn)行標(biāo)定。

7、當(dāng)和大體積的加速度傳感器配套使用時(shí)，MC-20 可以當(dāng)作加振器使用，

并可提供 10m/s2振動(dòng)加速度。

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4、使用方法

（1）將要校準(zhǔn)的加速度傳感器安裝到加振器上。

請(qǐng)用手直接安裝（如果使用扳手安裝的話，扳手的力矩不能超過(guò) 2.0N?m）。

加振器是用M6絲錐加工的，因此如安裝 M6螺絲以外的傳感器時(shí)，

請(qǐng)使用轉(zhuǎn)換螺絲。此外，也可裝上附帶的 M6-flat轉(zhuǎn)換螺絲，涂上硅膠潤(rùn)滑油，

貼緊固定后，進(jìn)行校準(zhǔn)。

（2）請(qǐng)將傳感器的輸出與 input 接頭連接。

（3）將電源開(kāi)關(guān)調(diào)成 on。

（4）傳感器是標(biāo)準(zhǔn)型的情況下，請(qǐng)按下選擇開(kāi)關(guān)，使 normal 燈亮起；

傳感器是內(nèi)置前置放大器的情況下，請(qǐng)按下選擇開(kāi)關(guān)，使 preamp 燈亮起。

內(nèi)置前置放大器的驅(qū)動(dòng)電流和主機(jī)內(nèi)控制板設(shè)置的電流值不一致時(shí)，校準(zhǔn)誤差會(huì)變大。

（5）讀取顯示器的校準(zhǔn)值

標(biāo)準(zhǔn)型的單位是pc/m/s2，內(nèi)置前置放大器的單位為mV/m/s2。

將電源開(kāi)關(guān)設(shè)為on、或切換了選擇開(kāi)關(guān)之后，大概 6 秒鐘之后顯示結(jié)果才能穩(wěn)定。

請(qǐng)將本品放在不易震動(dòng)、平穩(wěn)的臺(tái)子上進(jìn)行使用。震動(dòng)較大的情況下，誤差也會(huì)變大，

顯示會(huì)不穩(wěn)定。如果找不到合適的放置場(chǎng)所，請(qǐng)放在手中，平穩(wěn)的校準(zhǔn)。

（6）電池電壓不足時(shí)，battery low 的指示燈會(huì)亮起。

取下電池蓋，將 4 節(jié) 5 號(hào)電池全部換成新的。

（7）傳感器重量超過(guò) 130 克的話，over load 指示燈會(huì)亮起。

該顯示燈亮起時(shí)，校準(zhǔn)誤差可能變大。

（8）校準(zhǔn)之后，將電源開(kāi)關(guān)調(diào)成 off 關(guān)閉電源，取下傳感器。

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本人標(biāo)定電荷輸出型加速度傳感器結(jié)果如下：

傳感器型號(hào)S21C、靈敏度1.63pC/m/s2

本人標(biāo)定IEPE電壓輸出型加速度傳感器結(jié)果如下：

傳感器型號(hào)PA51C、靈敏度5.08mV/m/s2

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5、技術(shù)參數(shù)

（1）校準(zhǔn)范圍： 電荷輸出型傳感器? 0.00～19.99pC/m/s2

內(nèi)置放大器的傳感器 0.00～19.99mV/m/s2

（2）校準(zhǔn)傳感器重量： 約 130gm 以下

（3）校準(zhǔn)精度： ±（3％＋2digit） （23±5℃）

（4）加振器振動(dòng)加速度： 4.9m/s2 ± 3％ （23±5℃）

（5）加振器振動(dòng)頻率： 159.2Hz ± 2％

（6）傳感器安裝螺孔： M6? 深 6.5mm

（7）工作溫度范圍： 0～＋50℃

（8）存儲(chǔ)溫度范圍： －10～＋50℃

（9）使用電池： 4節(jié)5號(hào)干電池

（10）電流消耗：最大電流 120mA

（11）電池壽命：連續(xù)使用約 8 小時(shí)，校準(zhǔn) 1500 次左右

（測(cè)試條件：校準(zhǔn)傳感器重 40 克，每次校準(zhǔn)時(shí)間為 30 秒）

（12）加速度傳感器供電： 直流 15V 0.5mA

（13）外形尺寸： 120(寬) X 140(長(zhǎng)) X 50(高)mm

（14）重 量： 約 1kg（包括干電池在內(nèi)）

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※使用重力加速度單位 G 的情況

因?yàn)?1G =9.807m/s2，所以如將顯示的值擴(kuò)大 9.807 倍的話，

就可以知道相當(dāng)于以 G 為單位的靈敏度值。

加速度傳感器的標(biāo)定：常用的加速度傳感器的標(biāo)定方法總結(jié)

　　今天，在介紹傳感器的具體標(biāo)定方法中，以一個(gè)典型傳感器——加速度傳感器的標(biāo)定為例，詳細(xì)像大家介紹幾種常用的標(biāo)定方法。
加速度傳感器的標(biāo)定
　　1.重力場(chǎng)法
　　對(duì)具有零頻響應(yīng)的加速度計(jì)，可用地球靜態(tài)重力場(chǎng)法進(jìn)行標(biāo)定，校準(zhǔn)裝置如圖所示。地球重力場(chǎng)法也是一種絕對(duì)校準(zhǔn)法，具有較高的精度。
靜態(tài)地球重力場(chǎng)校準(zhǔn)法
　　被校傳感器安裝到臺(tái)面上，臺(tái)面可繞中心軸旋轉(zhuǎn)，傳感器靈敏軸也隨之旋轉(zhuǎn)。當(dāng)傳感器轉(zhuǎn)至任一角度時(shí)
　　
　　此方法使用中須注意：
　?、僭摲椒ㄔ瓌t上屬于靜態(tài)絕對(duì)校準(zhǔn)，僅適用于具有零頻響應(yīng)的加速度計(jì)（如伺服式、壓阻式、應(yīng)變式和張絲式）的校準(zhǔn)。
　?、谘b置必須具有良好的隔振基礎(chǔ)，旋轉(zhuǎn)軸應(yīng)嚴(yán)格保持水平位置，否則精度將受到影響。
　　2.轉(zhuǎn)臺(tái)式重力場(chǎng)標(biāo)定法
　　零頻法校準(zhǔn)屬靜態(tài)校準(zhǔn)。將零頻校準(zhǔn)裝置適當(dāng)改進(jìn)，即讓臺(tái)面以一定頻率勻速旋轉(zhuǎn)，則構(gòu)成低頻重力場(chǎng)標(biāo)定臺(tái)。當(dāng)臺(tái)面旋轉(zhuǎn)時(shí)，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(dòng)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(zhǔn)最常用的方法。它具有原理簡(jiǎn)單、操作方便、對(duì)設(shè)備要求不高等一系列優(yōu)點(diǎn)，所以應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器，它的靈敏度和全部技術(shù)性能是已知的；另一只為被校傳感器，用同樣的加速度激勵(lì)它們，則它們的輸出分別是：
　　以上原理同樣適用于校準(zhǔn)速度傳感器和位移傳感器。
　　2)標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器
　　在比較校準(zhǔn)中，標(biāo)準(zhǔn)傳感器是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。它的質(zhì)量好壞對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果有十分重要的影響。因此，需對(duì)標(biāo)準(zhǔn)傳感器提出一定的要求或規(guī)定。我國(guó)已發(fā)布了標(biāo)準(zhǔn)壓電加速度計(jì)檢定規(guī)程。從其在比較法中起著傳遞量值的振動(dòng)基準(zhǔn)的作用來(lái)看，它應(yīng)滿足如下要求：
　　①靈敏度高，用激光法或互易法校準(zhǔn)，校準(zhǔn)精度優(yōu)于0.5%。
　?、陟`敏度應(yīng)具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性，即在檢定周期內(nèi)應(yīng)無(wú)明顯變化，要髙于校準(zhǔn)精度1倍。
　　③橫向靈敏度比不大于3%。
　?、芫€性度要高。
　?、莘钦駝?dòng)環(huán)境靈敏度要低，如溫度響應(yīng)、磁靈敏度、基座應(yīng)變靈敏度、瞬變溫度靈敏度應(yīng)盡量低。
　　標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器全部是壓電式的，如美國(guó)2270型、丹麥8305型、國(guó)產(chǎn)SHQ-16型和YD44型等。
　　下圖示出了兩種標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器的外形圖，美國(guó)2270型標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)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(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器及其他型號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)電壓加速度傳感器都采用石英晶體為換能元件。標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器用激光干涉法進(jìn)行絕對(duì)校準(zhǔn)時(shí)，測(cè)量鏡必須粘貼在傳感器頂部的安裝面上，否則會(huì)引入誤差。
　
  當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器進(jìn)行比較法校準(zhǔn)時(shí)，需注意被校傳感器自重對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果的影響。負(fù)載對(duì)靈敏度的影響如圖7-4所示。
負(fù)載對(duì)傳感器靈敏度的影響
  當(dāng)負(fù)載較小時(shí)，即m2=0時(shí)，得
  做比較校準(zhǔn)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)傳感器上附有質(zhì)量m2，故有
　　由式（7-10）可見(jiàn)，由于增加了m2，使標(biāo)準(zhǔn)傳感器固有頻率下降。圖7-5為不同載荷下某標(biāo)準(zhǔn)壓電加速度傳感器的頻響曲線。
　　由圖7-5可見(jiàn)，質(zhì)量負(fù)載將影響標(biāo)準(zhǔn)傳感器的高頻響應(yīng)。
　　3）比較法校準(zhǔn)方法
　　比較法原理簡(jiǎn)單，但試驗(yàn)方法很多。現(xiàn)介紹幾種典型方法。
　　?電壓比測(cè)量法
　　電壓比測(cè)量法校準(zhǔn)系統(tǒng)框圖如圖7-6所示。這是一種簡(jiǎn)單而常用的方法。圖7-6中，兩只被激勵(lì)的傳感器背靠背安裝在一起，其中下面的為參考標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器，上面是被測(cè)傳感器。用振動(dòng)臺(tái)激勵(lì)傳感器，信號(hào)經(jīng)電荷放大器進(jìn)入阻抗變換，適調(diào)放大后接入轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，之后分別通入一只電壓表。
　　具體標(biāo)定方法是，首先將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于K1，電荷放大器靈敏度適調(diào)開(kāi)關(guān)置于標(biāo)準(zhǔn)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(lì)振動(dòng)臺(tái)，觀察電壓表輸出，并調(diào)整信號(hào)源激勵(lì)信號(hào)幅度，使電壓表指示為一整數(shù)值（如峰值1V）。此時(shí)，電壓表指示的值即為臺(tái)面振動(dòng)加速度。
　　將開(kāi)關(guān)k1置于K2，此時(shí)，被校傳感器與電壓表接通，通過(guò)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(biāo)準(zhǔn)傳感器相一致（注意增益檔位置）。此時(shí)，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(biāo)定傳感器的靈敏度即是13.2pC/g。
　　同理，用此方法也可標(biāo)定其他類(lèi)型傳感器。標(biāo)定中，標(biāo)準(zhǔn)通道的作用是控制振動(dòng)臺(tái)的激勵(lì)加速度，使之為定值。這樣，只要測(cè)出被測(cè)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(hào)適調(diào)器一起標(biāo)定。
　　
　　這種方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)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(jì)法
　　檢流計(jì)法原理與電位計(jì)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(jìn)行比較。目前，已有廠家生產(chǎn)用于比較法校準(zhǔn)的專(zhuān)用儀器DAD-1多功能交直流變換器和雙通道數(shù)字式對(duì)數(shù)電壓表。其比較法校準(zhǔn)試驗(yàn)如圖7-8所示。
　　該裝置是我國(guó)壓電加速度傳感器頻響校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)裝置，自然也可用于傳感器靈敏度的標(biāo)定試驗(yàn)。
　　?自動(dòng)比較校準(zhǔn)系統(tǒng)
　　目前，微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及使傳感器校準(zhǔn)向自動(dòng)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(dòng)化校準(zhǔn)系統(tǒng)。
　　在該系統(tǒng)中，標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)與被校加速度傳感器“背靠背”地安裝在振動(dòng)臺(tái)上。受激勵(lì)后，標(biāo)準(zhǔn)傳感器的輸出分為兩路：一路用于反饋回振動(dòng)臺(tái)控制系統(tǒng)，控制振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面加速度使之保持恒定；另一路與被校準(zhǔn)傳感器的信號(hào)一道被送入計(jì)算機(jī)。
　　
　　振動(dòng)臺(tái)的頻率信號(hào)也同時(shí)輸入計(jì)算機(jī)。經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，計(jì)算機(jī)通過(guò)打印機(jī)接口電路，驅(qū)動(dòng)打印機(jī)自動(dòng)打印出被校傳感器的靈敏度、頻率響應(yīng)、諧振頻率等。