GBT 13823.1-93 振动与冲击传感器的校准方法基本概念.pdf 12页

'中华人民共和国国家标准振动与冲击传感器的校准方法GB/"f138231一93基本概念Methodsforthecalibrationofvibrationandshockpick-upsBasicconcepts本标准等效采用国际标准工SO5347/0-1987((振动与冲击传感器的校准方法第零部分:‘·基本概1主题内容与适用范围本标准规定厂i5.线运动位移、速度和加速度传感器(以下简称“传感器”)应校准的主要特性和有关校准力法的摧本概念本标准适用于具有电敬输出的传感器的校准卞标准不适用于测量旋转运动和惯性导航用加速度传感器的校准2引用标准GB!"F2298机械振动与冲击术语GB7665传感器通用术语3术语本标准中除引用了GB/T2298和GB766,5中的术语外，还规定了下列术语。3.1有效响应effectiveresponse在传感器灵敏轴方向上.由输入的机械振动或冲击所引起的传感F的响应这种响应是正确使用传感器A行测量，取得可靠数据所期望的12乱真响应spuriousresponse在使IIl传感器测量机械振动或冲击时.由同时存在的其他物理因素所引起的传感器的响应这种响应是卜扰IF确测枯的是不期望的33参考灵敏度referencesensitivity在给定的参考频率和参考幅值下传感器的灵敏度值4校准的主要特性4.1主要特性的分类传感$s应校准的主要特性可分为有效响应和乱真响应两类。4.1门有效响应主要有:。.灵敏度;卜.幅频响应和相频响应;非线r>:度国家技术监督局1993一06门1批准1994一03一01实施 Gs/"r13823.1-934.1-2乱真响应主要有:a.温度响应:b.瞬变温度灵敏度;横向灵敏度;d.旋转运动灵敏度;。.基座应变灵敏度;f.磁灵敏度;只.安装力}t".灵敏度;h.对特殊环境的响应。4.2有效响应4.2门灵敏度一般情况下.传感器的灵敏度是指幅值灵敏度.而不考虑相位关系在正弦振动发生器上，使传感器的灵敏轴与振动方向致，侧址其输出电I+和作用f"牛勿A器的机械振动量，求出其比值，便可确定传感器的灵敏度4.2-2幅频响应和相频响应在输入的机械振动量值不变的情况下，传感器输出电量的幅值随振动频率的变化.称为幅频响应而输出电量的相位随振动频率的变化，称为相频响应在工作频段内连续地改变振动频率，且维持输入的机械振动量幅值不变.同时观测传感器的输出.便可测定幅频响应。若同时测量传感器输出电量与输入机械振动to间的柏位差，则又可测定相频响应一般情况下，只要求知道幅频响应。在接近传感器}几、下限频率处使用传感器，或有要求时.则必须知道相频响应4}2.3非线性度在给定的频率和幅值范围内，输出量与输入量成正比时.称为线性变化实际传感器的校准结果与线性变化偏离的程度，称为该传感器的非线性度。在由最小值到最大值的传感器动态范围内，逐渐增大输入的机械振动续,同时测垦传感器输出幅仙的变化，便可测定传感器的输出值与线性输出值的偏差量。在使用正弦振动发生器进行测定}}寸，可在传感器的工作频率范围内选定几个频率进行，以覆盖传感器整个动态范围一般在传感器动态范围的上限附近传感器的输出值与线性值的偏差址最大所允许的偏差橄取决于具体测量的要求4.3乱真响应4.3.1温度响应传感器灵敏度随温度的变化，称为传感器的温度响应。用侧试温度下的灵敏度与室温卜的灵敏度之差相对于室温灵敏度的百分数来表示。4.3.1,1通常用比较法进行温度响应测试测试时.被测传感器与标准传感器同轴刚性地安装到振动发生器L，被测传感器放在加温箱内，而标准传感器可放在加温箱外，也可在采取保护措施后放在加温箱内，但必须保证在整个测试过程中，在规定的温度下标准传感器的灵敏度的变化不超过2/o将标准传感器放在加温箱内进行温度响应测试时，只能在已知标准传感器温度响应的温度范围内进行对测试用振动发生器和夹具应进行挑选以保证在测试频率点L振动发生器的横向运动比小于25%,被校传感器与标准传感器之间的相对运动可以忽略4.3.1.2对1-能响应零频加速度的传感器需在温度的匕下限分别测龄其零点偏移员、4.3.1.3对于内阻尼值比临界阻尼值大10%的传感器及动圈式传感器应在整个颇段内布s"%"1定四个频率点.在除室温以外的四种温度卜用相同的振幅进行测试4.3.1.4对于压电传感器，在最高测试温度下稳定之后，应测其内电容和电阻若测得的I""1电阳已低到 Gu/"r138231-93影响配套信号适调仪的低频响应，则应在该温度卜进行低频响应测试4.31.5高温不仅彩响传感器及与之配套的信号适调仪所组成的整个系统的噪声和稳定性，Pr,且也彩响传感器的低频响应，因此应对整个系统进行测试。应选用若卜个测试频率，以保证吏好地给出温度uj}jIv4.3.2压电传感器的瞬变温度灵敏度I"I.有热释电效应的传感器在瞬变温度作用下将产生电输出，该输出的最大他一与传感器灵敏度和F度改变坛乘积的比fill称为瞬变温度灵敏度。4.3.2.11+电传感器在瞬变温度作用h均舰生热释电输出‘其值取决于构成晶体的材料和传感器结构型式，其主频率远低十lHz由于大多数信号适调仪的低频特性不够低，所以传感器热释电输出的主要成分将被滤除因此最终的热释电输出值取决于温度变化率和传感V与信号适R仪配套之后的特性4.3.2.2应当用实际情况下与传感器配套的信号适凋仪进行热释电试验将被试传感器以常用的固定方式固定到1%量为传感器质量切倍的铝块卜将传感器与铝块一起快速地放入盛有冰水或其他液体的槽中槽中液温与室温应),}20"C,应给出槽中所用液体的名称应采取防护措施，防止液体渗入传感器或接头处.使绝缘电阻F降用直流r波器或记录仪可测出信号适调仪的最大输出值和由零到达最大值的时间4.3,2.3山传感器的最大输出值除以槽中液温与室温之差与传感器灵敏度的乘积，则可得瞬变温度灵敏度，单位为n,·、一艺/C4.33横向灵敏度比在与传感器灵敏轴垂直的方向卜受到激励时传感器的灵敏度，称为横向灵敏度横向灵敏度与沿灵敏轴方向上的灵敏度之比，称为横向灵敏度比4.3.3.1对加速度计，通常在500Hz以下的某一频率上测定横向灵敏度比，井给出该频率值应注意到，传感器的横向灵敏度比是与频率有关的4.33.2在该频率卜施加正弦振动，应保证在与灵敏轴垂直平面内的正弦运动量至少应为灵敏轴方问上正弦运动址的10。倍使被试传感器围绕灵敏轴转动，并以45。或更小的分度为一档进行测量，则可测定最大横向灵敏度值43.3.3在对横向灵敏度比小于1%的传感器进行测量时，测量者必须具有高度熟练的技术，所用IF.弦振动发生器的横向运动量必须小4.3.4旋转运动灵敏度某>kh直线振动传感器对旋转运动是敏感的。在进行试验时必须小心，以免造成测母误差。4.3.5基座应变灵敏度在传感器荃座产生应变时会引起不应有的信号输出，该输出值与传感器灵敏度和应变值乘积的比值，称为基座应变灵敏度。推荐应用卜述方法测定由于传感器基座弯曲而造成输出所产生的误差4.3.5,1将宽76mm、厚12.5mm、自由长度为1500mm的钢质悬臂梁夹紧在刚性底座上该梁的固有%f率接近SHz,4.35.2将被校传感器安装在梁上距固定端40mm处.同时在该处贴上应变片测最应变，装I-一个灵敏度比被校传感器高10倍，比基座应变灵敏度低得多的传感器来检测该点的实际运动量使梁作F3由振动当应变值为250X10-(此时曲率半径为25m)时测量被校传感器的输出n4.3-5.3测出应变片的输出值和被校传感器的输出值后，由被校传感器所测得的运动杖巾减去梁在该点的实际运动举.该差值便是由于存在基座应变而造成的误差。将此差值除以250,便n1得到相对}-1X10`应变值的基座应变灵敏度，其单位为m"s2介‘4.35.4应当在与传感器灵敏轴垂直的不同方向上，在基座应变灵敏度测试力法I，规定的不同应变伯下测鱿应变灵敏度，并给出最大仇。 GB/"r138231-934-3.6磁灵敏度传感器被置于磁场中时会产生的不应有的信号输出，该输出值与传感器灵敏度和磁J}j的磁感先度乘积的比值，称为传感器的磁灵敏度4.3.6.1将被校传感器放在频率为50Hz的磁场中，XJ不同类型的传感器应施加小同的场强.哎变阵感器与磁场的相对方向.记录下传感器的最人输出电信号4.3.6.2将最大输出电信号除以传感器的灵敏度，便得到由于存在磁场所造成的误旅.再除以愁场的磁感应强度，便可得磁灵敏度对于加速度计.以m·、一2了r为单位;对到虫度计，以二，;’,T为单仁:;对于位移计，则以m/T为单位4.3.6.3由于各种因素的影响，磁灵敏度的测定比较困难在进行测试时‘应注意剔除感应的R诚振动和寄生的电噪声等43.了’芡装力矩灵敏度采用螺纹安装的传感器，安装力矩的变化会引起灵敏度发生变化施加12倍规定安装力矩或施加2倍规定安装力矩时的灵敏度与施加规定安装力矩时的灵敏度之最大):;值，相对于施加规定安装力知时灵敏度的比值的百分数，称为安装力矩灵敏度4.3,7-1对采用螺纹安装的传感器，应分别山零开始，施加安装力矩规定值的1/2,1和艺倍.I"),确定4%于安装力矩的变化所造成的传感器灵敏度的变化。所施加力矩的不确定度不应超过15r4.3.7.2在正常安装条件下需用·个以上的螺钉时，则应对每个螺钉同时进行安装力矩测试4,3.7.3安装传感器的试验表面应当是平整、光滑、没有任何毛刺或损伤的钢质表面4.3-7-4安装传感器的螺纹孔应与安装面垂直4.3.7.5对接触界面和螺纹孔应进行润滑，并给出所用润滑剂。4.3.8特殊环境的响应在强静电场、交变磁场、射频场、声场、电缆影响、核辐射等的特殊环垅下，某些传感V会受到严敢的影响，这些物理因素将引起传感器产生乱真响应。5校准方法5-飞概述为对传感器进行校准，必须应用一定型式的振动发生器或冲击台.用它作为基准的或标准的校准装置，将符合要求的可控制的、可测量的机械振动或冲击施加给传感器。传感器应采用适当的方式进行固定，其输出应能被测量或记录。选用适当的校准方法，按其技术要求和操作步骤进行.便可完成全部校准过程5门.1校准装置目前常用的校准装置主要有:a.能产生稳定的正弦振动的振动发生器;b.能产生瞬态激励的冲击摆、跌落试验装置、冲击炮等，它们可用于激起传感器以固向频率振动.也可用于大速度、大加速度校准;c.单离心机、倾斜校准支架等用于零频校准的装置;d利用地球重力场进行低频校准的倾斜离心机及地球重力场动态校准器;e.用于低频正弦校准的双离心机等5门.2传感器的固定在固定被校传感器时，应做到下列几点:毯M性式传感器应直接牢固地固定到校准装置上b相对式传感器应牢固地固定到能作为静止不动的参考面，且靠近校准装R的9-础}_一以便能百实地测量出校准装置与传感器之间的相对运动 Gs/"r138231-93。.为了在整个频段内将校准装置的运动全部传给传感器，传感器的固定必须具有足够的刚性对Jl大多数传感器应尽量采用螺纹安装方式，对于小型或微型传感器可采用粘接方式，其他的安装方式应限制使用d.传感器固定到振动发生91七所构成的力学系统可看作由质量块和弹簧构成的单自由度系统.该系统的固有频率应高于振动发生器的最高工作频率5门.3校准方法的分类校准方法可分为绝对校准法和比较校准法5.1.3.1绝对校准法:由儿个基本物理壁导出振动量值的方法，称为绝对校准法。在现用的绝对校准法中推荐使用激光干涉法，推荐160,8。或16Hz为参考振动频率5.1.3.2比较校准法:以绝对法校准过的标准传感器为准，将被校传感器与标准传感器的输出进行比较，以求得被校传感器灵敏度的方法。在采用背靠背安装方法的标准传感器时，以标准传感器f-.安装被校传感器的基座的振动值为准，对被校传感器进行校准5.2绝对校准法5.2-1测量位移幅值和频率的校准法5.2.1门概述用单向正弦振动发生器对被校传感器施加正弦振动，该传感器将产生正弦电输出精确地测量输出与输入的幅值·使可计算出被校传感器的灵敏度。位移传感器灵敏度S,，的计算公式为S,一会二。....·..·.··-..·..··。··⋯(1)速度传感器灵敏度S=的计算公式为:x,,、。一xv=··..··.·...········.·⋯⋯(2、(2nf)D加速度传感器灵敏度S，的计算公式为:凡一兰S，一月。.。.。。。。。。。钾...............3)(2rz.f)"D式(1)^-(3、中:X=-被校位移传感器的输出幅值，V;D-位移幅值,m;X,.被校速度传感器的输出幅值，V;V___速度幅值,V=(2af)D,m/s;f-振动频率,Hz;X=—被校加速度传感器的输出幅值，VsA—加速度幅值，A=(2叮)-"D,m/s"为了精确地获得传感器的灵敏度，必须精确地测出输出幅值、频率和位移幅值。其中关键是位移帕值的测量，特别是微小位移幅值的测量。采用不同的激光干涉法，最小可测出。.1txm以上的位移幅值在600Hz,1000m/s`(相当于位移幅值为70pm)以下，激光干涉计数法可得到足够高的精确度，在600Hz时测量位移幅值的不确定度可高于1%,而在80-160Hz的频率范围内可高于。.5%若激光于涉仪中的参考镜和分光镜受到千扰振动，则会带来一定的位移幅值D测量误差.这种情况应尽量排除并应用高灵敏度的加速度计来监测这种十扰振动的大小。这种校准方法对振动发生器提出了严格的要求，在工作频段和位移幅值范围内它必须能产生较纯真的:曰}运动，Fi失真度、横向运动分量和扭转运动要小，信噪比要高5.2-1.2激光干涉仪原理激光干涉仪通常是用迈克尔逊干涉仪，其上作原理图见图1}反射镜2贴在被校传感器顶部或终旁 CB/T138231-93侧的振动发生器面上反射镜I入射光光张反射镇2D--t图t下涉仪原理图设振动发生器作正弦运动，其表达式为:d=Dcos.,tE,-A,e"0`争上二(界)E，一A,"-0"卜夸十"c,I⋯(6式(4>}(s>中:d瞬时位移D—位移幅值。—振动角频率;t—时间;F,},E=E:—电场向量;A=A:一一系统常数;。一光波角频率;又-一激光波长;l,—通过分光镜之后反射光线实际经过的光程;j—虚数;h-一通过分光镜之后透射光线实际经过的光程。两束光合成后在光电检测器上得到的光电流强度与}E,+E:一’成正比，}F;,-I-E,的计灼公式为JE,+:、艺一二+Bcosl弩(，+d))式中:系统常数;A,Bl光程差，l=l,-l,。光强在光检测器上转换成电信号输出由式(7)可看出，当弩(1,-l,+d)=2"!时，光强出现极大值，所以两个极大值之间对应的位移为d=a/2,即振动发生器每向L或向下移动.l/2便出现一个极人值。在一个振动周期内振动发生器面相对于平衡位置移动4倍的位移幅值4D,所以在个周期内光电信号出现极大值的次数为:4DR;一二于几8zD-2则位移幅值的计算公式为 cs!T13823.1--93，入-8凡.。.。。。.‘。。---一。。一。二。。。一。户。。峪。寸。。。rf可得用光电信号出现极大值的频率除以振动频率便2一般称拉为频率比，因此这种方汉川上称人频七匕计数法”光电流频谱的计切公式为:In刀，(，)一。十、os(4Al(,/4nDCos(2.幼2J}1n}D!cos(佃‘。一了isln{co以R)约一2了罕Cost2。，)}⋯〕{1}12J,(4n1)j式1,;I(t)光电流强度;八，召系统常数;I。阶贝塞尔函数J},.1=Jz....,J,,又寸士二j上(褚号进行处理，可导出下列两种位移幅低测量方法，使得可以应用同一系统来测峨}I-同的位侈巾51,值第1种方法:消失法调i"If?%移幅值D的大小，使，阶n塞尔函数的值为零.且计!-7公式为:I,{4rAD}一。则可求出I)低，这种方法称为消失法;第二种方法:比值法例如:山一阶与三阶贝塞尔函数、与V的比〔h.则山公式(12)if求出位移幅仇DI{_4_nAD-一V1V_式中V」阶贝塞尔函数值V三阶贝塞尔函数位5.21.3i则址校准系统典If1的干涉仪测量校准系统见图2用这种系统可对参考加速度计进行校准，所确定的是参考安装面的灵敏度、。采用I=(4A)一。的消失法时，频率分析仪用来选择合适的频率对激光器、种、仪系统和振动发生器系统应采取隔振措施.以避免参考镜和分光镜受振动发生器支架反作用力的干扰5，22互易校准法互易校准法是种绝对校准法，可用来刘具有互易特性的传感器进行绝对校准可以川来在标准传感器的线性范围内以。.5%的不确定度确定其灵敏度互易校准法是基于某些类型的传感器的输入端和输出端所存在的互易关系即这类传感器受到电激励时能产生运动.反之，在感受到机械振动时，则能产生电信号输出这些传感器必须是可逆的、兀源的和线性的压电式的、磁电式的传感器都属于这一类。IL易法的优点是其主要工作为电量测量·其精确度也主要取决于电测的精确度，其，}’只有]1"fIlt"i1L械侧里因此就避开了直接测量加速度、速度和位移等振动计里中的大误差源.其佼准精确度除Ij电Rl精确度有关外，还与系统的11线性、运动的非it弦性有关互易法校准要求用高精确度的测111设务.刘所得结果必须进行定的计劝，日只能(t某此频率1几j任行校准，坦由}几其校准精确度较高所以仍是一种很有用的绝对校准法 GB/r135231-93图2典刑的干涉仪测量校准系统5.2.3离心机校准法5.2-3.1单离心机离心机校准法是用离心机对具有零频响应的加速度计进行绝对校准的一种方法。离心机是由能绕垂直轴以匀速旋转的平衡台(或平衡臂)构成的利用这种装置可在所要求的时间内，将个已知的恒定加速度作用到被校加速度计上。校准时，被校加速度计装在离心机的平衡台(或平衡臂)上，其灵敏轴与旋转半径呈一直线。作升〕到被校加速度计_L的加速度幅值的计算公式为:u一."r··········································⋯⋯(13)式中u—加速度幅值，m/s,;。—离心机的角频率,rad/s;，—离心机转轴到传感器质量块质心的旋转半径，m.为避免传感器质量块的变形影响旋转半径/的测量，被校加速度计应距离旋转轴有足够的距离对于大多数加速度计，不可能直接测出r值。这时可把加速度计先后两次装在转臂L彼此相距△厂的两个位置卜，使其绕旋转轴旋转，由加速度计的输出值便可测定;值调节转速的大小，使两次作用到加速度计L的加速度值近似相等，这样可求得准确的r值。设在第·个位置和第二个位置时的旋转半径分别为，1和r2，则计算公式为:......................................祖。。二(14)式中:△;一，-r—加速度计在第一个位置和在第二个位置卜时的旋转半径之差.may—被校加速度计在第二个位置时的角频率，rad/s;X—角频率为。，时被校加速度计的输出值，V;。—被校加速度计在第一个位置时的角频率,rad/s;X:一一角频率为处时被校加速度计的输出值，V根据求得的，值和。值，可得加速度值.从而可求得被校加速度计的灵敏度位 GB/T13823.1一93如果被校加速度计的横向灵敏度较大则用}述方法在小加速度值上进行校准时币力有门r能带来较人的影响，这时应将被校加速度计的最大横向灵敏度轴放在离心机的水平面内5.2.3.2倾斜离心机当离心机的转轴不是平行}:重力方向，而是成定角度0时，则作用到被校加速度计日均加速度中，除加速度。粉之外还有一重力加速度分量.其计劝公式为:以甲Q.护+1;sinosin(mt)····························，一(1几式.{了:〔一加速度幅值,m/s";。—离心机的角频率,rad/S;}-一离心机转轴到传感器质童块质心的旋转半径，Inh一当地重力加速度值at/s`;势离心机转轴与铅垂方向的夹角·();t-一时问、在0=90“时，IF弦加速度分量的极限值为士h，这就成为在铅垂平面内旋转的地球重力场动态校准器5.2.33双离心机将一小离心机偏心地装在大离心机L时.就构成一双离心机，其原理见图3所示。当放在水平dpi内以恒定的角倾率驱动两个离心机时，则被校加速度计以小离心机的角频率相对于人离心机的轴改变其灵敏轴方向。在任意时刻t沿被校加速度l{灵敏轴方向作用的加速度分量a的计算公式为:(I=Y=m}CO以.pt)一十一)一(切士r})"······························⋯⋯(16)式中:“—一沿被校加速度计灵敏轴方向作用的加速度分量,m/S2:r,一两离心机轴心问的距离，m:。一大离心机的角频率，rad/s;。—小离心机相对于大离心机的角频率,fad/5;l-一一时问,S;厂-一被校加速度计质量块的质心到小离心机轴心的距离,m在田与。.、同向时，最后一项中取正号，反之取负号在。与叭大小相等，方向相反时.公式(LG1中的第二项变为零，则作用到被校加速度计灵敏轴方向上的加速度只剩下第一项，其计算公式为:“=r,,.`,0以oi=t····································⋯⋯(17、图3双离心机原理图 ca/"c13823门-93应用这种方法时，同样在被校加速度计横向灵敏轴方向卜有加速度作用，因此臼不适用于校准横间灵敏度大的加速度计5.2.14}顷斜校准支架倾斜校礁支架是利用地球重力场对具有零频响应的线性加速度计进行r}态绝对校准的一种装ii见图4。校准时被校加速度计装在倾斜支架旋转臂根部的平台上，被校加速度计的灵敏轴与旋转臂为刊一致·此时沿旋转臂方问的加速度分里的计算公式为a=j;co神··········································⋯⋯(铭)式中:。--一沿旋转臂方向的加速度分L},m/s",9—当地地球重力场加速度值,m/s";0-臂向与地球秉力场方向间的夹角，()一1800、值可在一9一+x的范围内变化，见图4被校传弓器a//图4倾斜校准支架5.2.4冲击校维法大多数冲击绝对校准法是基f速度改变原理进行的·这是因为速度是个便于测杖的物理觉将被校传感器固定在以某种形式支撑并处于tip止不动的砧子上，以某种类型的锤子撞击砧子使其产生瞬态运动。控制冲击量的大小，使得到的速度改变量适度，不会在仪器的响应范围之外激起很天的频率分员被校的传感器的质量应比砧子的质量小得多，其灵敏轴应对准碰撞力的方向在碰撞过程中记录下加速度计的输出随时间的变化。直接跟踪碰撞过程，求得其末速度.即速度改变童Au.碰撞过程中砧子获得速度是受到加速度作用的直接结果，因此对加速度积分可得速度改变量，其计算公式为△一{0La(t)dt。。。.。。。.。。···········⋯⋯《19式中:Au速度改变量,m/s;t，开始碰撞的时刻，5;，一结束碰撞的时刻.5;u(t)—加速度随时间变化的函数,m/52;t-一时间，5加速度计的输出电压,,,(t)的计it公式为:‘·(t)=S.a(t)····.················⋯⋯(2门) Cs/"r138231-93式中:5被校传感器的灵敏度.V!(m·、综合卜述两式则有:{一“)〔，‘S,一一~Ai.····················‘·。“···⋯⋯(川由公式(21)知，只要在碰撞过程中记录下线性加速度计的输出‘Jr，测出砧子的速度『妙变叭A,，使讨被校传感器进行校准改变碰撞体的质量、垫层，改变诸如跌落高度、空气压力等初始条件.改变与冲击台的特性有关的少他物理参数，则可调整脉冲形状和持续时间若被碰撞体可视为线性弹簧，则其加速度脉冲为半正5州皮脉冲的包络面积为A--0.637hb，其中h和b分别为脉冲的高度和宽度用示波器可记录下碰撞过程中加速度计的输出随时间的变化。给示波器施加一己知的,LH信号。由纵坐标上得到的示值Y可确定其比例系数，计算公式为:K一Y(2卫同样给示波器施加一已知的时问信号t，由横坐标上得到的示值X，则可确定其比例系数为上K一戈⋯(23公式(21)中的积分为:介,(r)d/一KK.,“K,fx"_.yd,一二K,A·(24公式〔22)^(24)中:K,,K示波器纵坐标与横坐标比例系数:价—给示波器施加的已知电压信号，V;Y—示波器Y轴的示值，格;r一一给示波器施加的已知时fbi信号.、;x—示波器X轴的示值，格;K-单位转换的比例系数;X=X2碰撞开始和结束时对应的横坐标;A示。、器上、己录下的面积，，一{:yd.,,cm·将公式(24)代入公式(21)中.则有KK,K}A么,,有多种方法叮用来对所记录下的加速度时间历程进行积分.以求得面积A上述方法是基于在所研究的频率范围内被校传感器的频率响应是线r的，否则将带来1哭旅，川这利方法确定的是单值灵敏度，无法给出任何有关幅频响应或相频响应的信9另一种经常应用的冲击绝对校准法，叫冲击力法它是以经过睁态校准井固定在砧fLI,内为传感器作为基准，用它测出冲击过程中冲击力的大小被校加速度计与落锤固定在一起·山整个落锤的质;,,和冲击力F".根据牛顿第二定律便可求出冲击加速度。=Flm，从而对加速度计进行校准5，3比较校准法将仁述绝对校准法校准过的标准传感器作为传递标准，就可对般的「作用传感器采川比较1少价行校准通常将标准传感器与被校传感器背靠背地牢固地固定到振动发生器卜.使其感受栩同的ih边如少两个传感器都是线性的，则测觉两个传感器的输出X,和}_..或ihPl+}tai个输出ilY之比，PLi11仆J洲子川全 GB!r13823.1--93器的灵敏度.S"求得被校传感器的灵敏度s"，其计s?公式为:一Xz.s如果知道标准传感器的相位响应，又能测出t和Y;的丰川zr关系。则可得复数灵敏度s对于比较校准来说，振动波形失真度和横向振动的影响较绝刘法小，在被校传感兮别川勺准传感{裁叫量同一振动参数时尤为如此。在进行比较校准时一般使用经过仔细测试的性能良好的电动振动发生器和背卑背式的标tli`f专感器，将标准传感器固定到振动发生器上.而被校传感器被固定在标准传感器上端的校C[l1J几‘在高频段进行校准时，被校传感器的质量对标准传感器的频率响应有影响，因此-]I先应对标准传感V的负载特NI:进行校准，然后在对被校传感器进行校准时予以修IF.o若采用特制的直接安装在振动发生器动pal之内的标准传感器，将它与外接的测{AF控制仪ti接成闲环控制fl路，则可在连续改变振动频率时使振动发生器台面的加速度保持恒定在46率连续变frff}WJII"用屯平记录仪记录卜被校传感器输出的变化.则可得到它的幅额响应曲线.这又称为连续11弦才i描的比较校准法、这种方法对校准压电传感器尤为适用应用随机振动作激励源，并精确地测最被校传感器与标准加速度计之间的传递函数.用数字测谈系统和分析方法处理数据，同样可对被校传感器进行校准，这种办法也属于比较法F-5iI弦校准相比.它的优点是:能给出一个近似连续的校准频谱;能得到完整的灵敏度数据(包括巾副pi,响r"v和相扭顾响应数据、不需要纯正弦激励;用计算和记录输入和输出功率谱及相关函数的方法，可评价校准过程的质枯能给出完整的曲线和列表给出试验结果;校准时间短若将被校传感器与标准传感器背靠背地同轴地安装在冲击校准装置仁.使它们承受相同的冲击.三Ar则可用标准传感器的输出作为基准，采用比较法对被校传感器进行冲击比较校准这种校准方法}tt标准传感器的非线性度有较高的要求.其精确度主要取决于标准传感器附加说明本标准由全国机械振动与冲击标准化技术委员会提出并归口本标准由航空航夭工业部五一一所负责起草本标准主要起草人郭营川。'