涡桨发动机测振传感器校准和测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种涡桨发动机测振传感器校准和测量装置，包括标准振动台、设置于标准振动台上的标准振动传感器和被校振动传感器、设置于标准振动台旁的工作环境模拟装置、电荷放大器、以及信号分析仪，电荷放大器用于将标准振动传感器在常规试验环境下采集到的第一灵敏度电荷信号转化为第一灵敏度电压信号及将被校振动传感器在模拟的涡桨发动机现场工作环境下采集到的第二灵敏度电荷信号转化为第二灵敏度电压信号；信号分析仪用于将第一灵敏度电压信号与第二灵敏度电压信号进行对比分析，测量出被校振动传感器在模拟的涡桨发动机现场工作环境下的灵敏度。本发明专利技术提供的涡桨发动机测振传感器校准和测量装置，提高了涡桨发动机振动测试的可靠性。

Calibration and measurement device for vibration sensor of turboprop engine

The invention discloses a turboprop engine vibration sensor calibration and measurement device, including standard vibration sensor standard vibration table, set to the standard vibration table and a calibrated vibration sensor, is arranged on the vibration table beside the working environment simulation device, charge amplifier, and signal analyzer, charge amplifier for the first charge signal sensitivity standard vibration sensor in the conventional test environment collected into second sensitivity sensitivity voltage signal and the first charge signal will be working in the school vibration sensor simulation turboprop engine field collected into second sensitivity voltage signal; signal analyzer used to compare and analyze the sensitivity of the first voltage signal and a second sensitivity voltage signal. The school was measured in the simulated vibration sensor work site turboprop engine Sensitivity in the environment. The invention provides a calibrating and measuring device for a vibration measuring sensor of a turboprop engine, which improves the reliability of the vibration test of the turboprop engine.

【技术实现步骤摘要】
涡桨发动机测振传感器校准和测量装置
本专利技术涉及航空振动计量与测试领域，特别地，涉及一种涡桨发动机测振传感器校准和测量装置。
技术介绍
任何类型的航空发动机在地面台架试车过程中，都需要通过振动测试来监控其工作状态下的振动是否超过技术要求规定的限制值，防止后续飞机在飞行时存在振动破坏的隐患，以提高飞行员的工作安全性。一直以来，随着航空制造技术的不断发展，航空发动机结构越来越复杂，对其振动测量精度的要求也更加严格，因此，振动计量校准技术显得尤为关键。附图1是现有技术中的振动传感器校准实验室的校准装置，该装置由计算机1、信号分析仪2、功率放大器3、标准振动台4组成。校准软件安装于计算机1上，通过TCP/IP网络通讯来控制信号分析仪发送与接收信号，信号分析仪2输出通道所发送信号的频率及振动量级由校准软件进行控制，该输出通道连接于功率放大器3，其信号用于驱动功率放大器3，以实现标准振动台4以给定的频率及振动量级进行振动。振动台4台面下方刚性安装标准传感器5，振动台4台面上方刚性安装被校传感器6，两个振动传感器的信号分别通过各自匹配的电荷放大器7进入信号分析仪的两个输入通道，通过数据对比分析，计算出给定频率及振动量级下的灵敏度参数。一般振动传感器的计量校准是在具有良好环境的实验室内进行，并严格控制室内的环境温度与湿度，但对于涡桨发动机来说，工作环境复杂，在其工作的过程中，不仅桨轴带动桨叶高速旋转，向后压缩空气产生气流脉动，而且发动机本体正常工作也会使其机匣产生一定的温度。然而，在涡桨发动机气流脉动与温度的复杂环境下，是否会对安装于发动机机匣安装边的测振传感器灵敏度造成影响尚未可知。因此，现有的振动传感器校准装置无法测量出在涡桨发动机的现场工作环境下对测振传感器的灵敏度的影响，是一个亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种涡桨发动机测振传感器校准和测量装置，以解决现有的振动传感器校准装置无法测量出在涡桨发动机的现场工作环境下对测振传感器的灵敏度的影响的技术问题。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提供一种涡桨发动机测振传感器校准和测量装置，包括用于模拟涡桨发动机振动频率的标准振动台、设置于标准振动台上的标准振动传感器和被校振动传感器、设置于标准振动台旁用于模拟涡桨发动机现场工作环境的工作环境模拟装置、与标准振动传感器和被校振动传感器电连接的电荷放大器、以及与电荷放大器电连接的信号分析仪，其中，电荷放大器包括第一电荷放大器和第二电荷放大器，第一电荷放大器与标准振动传感器相连，用于将标准振动传感器在常规试验环境下采集到的第一灵敏度电荷信号进行信号放大和阻抗匹配，转化为第一灵敏度电压信号；第二电荷放大器与被校振动传感器相连，用于将被校振动传感器在工作环境模拟装置模拟的涡桨发动机现场工作环境下采集到的第二灵敏度电荷信号进行信号放大和阻抗匹配，转化为第二灵敏度电压信号；信号分析仪上设置有第一输入通道和第二输入通道，第一输入通道与第一电荷放大器相连，第二输入通道与第二电荷放大器相连，信号分析仪用于将第一输入通道接收的第一灵敏度电压信号与第二输入通道接收的第二灵敏度电压信号进行对比分析，测量出被校振动传感器在模拟的涡桨发动机现场工作环境下的灵敏度。进一步地，第二电荷放大器，还用于将被校振动传感器在常规试验环境下采集到的第三灵敏度电荷信号进行信号放大和阻抗匹配，转化为第三灵敏度电压信号；信号分析仪，还用于将第一输入通道接收的第一灵敏度电压信号与第二输入通道接收的第三灵敏度电压信号进行对比分析，测量出被校振动传感器在常规试验环境下的灵敏度；并将测量出的被校振动传感器在常规试验环境下的灵敏度与测量出的被校振动传感器在模拟的涡桨发动机现场工作环境下的灵敏度进行对比，来对被校振动传感器的灵敏度进行修正。进一步地，工作环境模拟装置包括用于模拟涡桨发动机现场工作环境中的环境温度的温度调节装置及用于模拟涡桨发动机现场工作环境中的脉动气流的气流调节装置。进一步地，温度调节装置包括加热设备及与加热设备电连接用于控制加热设备的发热温度以产生给定温度的温度控制器；气流调节装置包括气流输送设备、带动气流输送设备转动的驱动设备、以及与驱动设备相连用于控制驱动设备的输出转速以产生给定气流的转速调节器。进一步地，工作环境模拟装置包括加热筒、设置于加热筒内的电阻丝和风扇、设置于加热筒外与电阻丝电连接用于控制电阻丝的发热温度的温控装置、用于带动风扇转动的电机、以及用于控制电机的旋转转速以产生给定气流的变频器，电阻丝设置在风扇的出风侧，加热筒上设置有用于导出工作环境模拟装置产生的热气流的出气口，出气口正对被校振动传感器设置。进一步地，涡桨发动机测振传感器校准和测量装置还包括主控制器和功率放大器，主控制器、信号分析仪、功率放大器和标准振动台依次电连接，其中，信号分析仪上还设置有输出通道，输出通道与功率放大器相连，信号分析仪用于在主控制器的控制下通过输出通道发送振动信号，以控制功率放大器以给定的频率及振动量级驱动标准振动台进行振动。进一步地，标准振动传感器设置于标准振动台的振动台面的下方，被校振动传感器设置于标准振动台的振动台面的上方。进一步地，振动台面和被校振动传感器两者之间还设置有用于防止工作环境模拟装置产生的热气流损坏振动台面的隔热支撑座。进一步地，隔热支撑座采用陶瓷材料制造而成。进一步地，连接于被校振动传感器和第二电荷放大器之间的信号输出线采用铠装电缆。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的涡桨发动机测振传感器校准和测量装置，采用放置于标准振动台旁的工作环境模拟装置来模拟涡桨发动机现场工作环境，并利用信号分析仪将被校振动传感器在模拟的涡桨发动机现场工作环境中采集到的灵敏度信号与标准振动传感器在常规试验环境下采集到的灵敏度信号进行对比分析，测量出被校振动传感器在模拟的涡桨发动机现场工作环境下的灵敏度。本专利技术提供的涡桨发动机测振传感器校准和测量装置，可模拟涡桨发动机在现场工作环境中对振动传感器的灵敏度的影响；并提高涡桨发动机振动测试的可靠性。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是现有技术中的涡桨发动机测振传感器校准和测量装置的结构示意图；图2是本专利技术涡桨发动机测振传感器校准和测量装置优选实施例的连接框图；图3是图2中工作环境模拟装置的温度调节装置优选实施例的结构框图；图4是图2中工作环境模拟装置的气流调节装置优选实施例的结构框图；图5是图2中工作环境模拟装置优选实施例的结构示意图。附图标号说明：10、标准振动台；20、标准振动传感器；30、被校振动传感器；40、工作环境模拟装置；50、电荷放大器；60、信号分析仪；51、第一电荷放大器；52、第二电荷放大器；61、第一输入通道；62、第二输入通道；41、温度调节装置；42、气流调节装置；411、加热设备；412、温度控制器；421、气流输送设备；422、驱动设备；423、转速调节器；43、加热筒；44、电阻丝；45、风扇；46、温控装置；47、电机；48、变频器；431、出气口；7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡桨发动机测振传感器校准和测量装置，其特征在于，包括用于模拟涡桨发动机振动频率的标准振动台(10)、设置于所述标准振动台(10)上的标准振动传感器(20)和被校振动传感器(30)、设置于所述标准振动台(10)旁用于模拟涡桨发动机现场工作环境的工作环境模拟装置(40)、与所述标准振动传感器(20)和所述被校振动传感器(30)电连接的电荷放大器(50)、以及与所述电荷放大器(50)电连接的信号分析仪(60)，其中，所述电荷放大器(50)包括第一电荷放大器(51)和第二电荷放大器(52)，所述第一电荷放大器(51)与所述标准振动传感器(20)相连，用于将所述标准振动传感器(20)在常规试验环境下采集到的第一灵敏度电荷信号进行信号放大和阻抗匹配，转化为第一灵敏度电压信号；所述第二电荷放大器(52)与所述被校振动传感器(30)相连，用于将所述被校振动传感器(30)在所述工作环境模拟装置(40)模拟的涡桨发动机现场工作环境下采集到的第二灵敏度电荷信号进行信号放大和阻抗匹配，转化为第二灵敏度电压信号；所述信号分析仪(60)上设置有第一输入通道(61)和第二输入通道(62)，所述第一输入通道(61)与所述第一电荷放大器(51)相连，所述第二输入通道(62)与所述第二电荷放大器(52)相连，所述信号分析仪(60)用于将所述第一输入通道(61)接收的所述第一灵敏度电压信号与所述第二输入通道(62)接收的所述第二灵敏度电压信号进行对比分析，测量出所述被校振动传感器(30)在模拟的涡桨发动机现场工作环境下的灵敏度。...

【技术特征摘要】
1.一种涡桨发动机测振传感器校准和测量装置，其特征在于，包括用于模拟涡桨发动机振动频率的标准振动台(10)、设置于所述标准振动台(10)上的标准振动传感器(20)和被校振动传感器(30)、设置于所述标准振动台(10)旁用于模拟涡桨发动机现场工作环境的工作环境模拟装置(40)、与所述标准振动传感器(20)和所述被校振动传感器(30)电连接的电荷放大器(50)、以及与所述电荷放大器(50)电连接的信号分析仪(60)，其中，所述电荷放大器(50)包括第一电荷放大器(51)和第二电荷放大器(52)，所述第一电荷放大器(51)与所述标准振动传感器(20)相连，用于将所述标准振动传感器(20)在常规试验环境下采集到的第一灵敏度电荷信号进行信号放大和阻抗匹配，转化为第一灵敏度电压信号；所述第二电荷放大器(52)与所述被校振动传感器(30)相连，用于将所述被校振动传感器(30)在所述工作环境模拟装置(40)模拟的涡桨发动机现场工作环境下采集到的第二灵敏度电荷信号进行信号放大和阻抗匹配，转化为第二灵敏度电压信号；所述信号分析仪(60)上设置有第一输入通道(61)和第二输入通道(62)，所述第一输入通道(61)与所述第一电荷放大器(51)相连，所述第二输入通道(62)与所述第二电荷放大器(52)相连，所述信号分析仪(60)用于将所述第一输入通道(61)接收的所述第一灵敏度电压信号与所述第二输入通道(62)接收的所述第二灵敏度电压信号进行对比分析，测量出所述被校振动传感器(30)在模拟的涡桨发动机现场工作环境下的灵敏度。2.根据权利要求1所述的涡桨发动机测振传感器校准和测量装置，其特征在于，所述第二电荷放大器(52)，还用于将所述被校振动传感器(30)在常规试验环境下采集到的第三灵敏度电荷信号进行信号放大和阻抗匹配，转化为第三灵敏度电压信号；所述信号分析仪(60)，还用于将所述第一输入通道(61)接收的所述第一灵敏度电压信号与所述第二输入通道(62)接收的所述第三灵敏度电压信号进行对比分析，测量出所述被校振动传感器(30)在常规试验环境下的灵敏度；并将测量出的所述被校振动传感器(30)在常规试验环境下的灵敏度与测量出的所述被校振动传感器(30)在模拟的涡桨发动机现场工作环境下的灵敏度进行对比，来对所述被校振动传感器(30)的灵敏度进行修正。3.根据权利要求2所述的涡桨发动机测振传感器校准和测量装置，其特征在于，所述工作环境模拟装置(40)包括用于模拟涡桨发动机现场工作环境中的环境温度的温度调节装置(41)及用于模拟涡桨发动机现场工作环境中的脉动气流的气流调节装置(42)。4.根据权利要求3所述的涡桨发动机测振传感器校准和测量装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳方斌，杜霞，朱林，陈芃，王超宇，
申请(专利权)人：中国航发南方工业有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43