一种六维加速度传感器计量检定装置及量值溯源方法制造方法及图纸

本发明专利技术的实施方式提供了一种六维加速度传感器计量检定装置及量值溯源方法。该量值溯源方法包括将8个单维加速度传感器安装在振动台上，其中4个安装在振动台的第一圆周上，使它们沿第一圆周均匀分布并使它们的敏感轴垂直于振动台平面；另外4个安装在振动台的第二圆周上，使它们沿第二圆周均匀分布并使它们的敏感轴平行于振动台平面；第一圆周和第二圆周的圆心重合，且第二圆周的半径大于第一圆周，并且每相邻两个单维加速度传感器与圆心的连线不重叠；根据力线平移定理和力偶矩等效定理对测得的8个加速度信号进行处理得到振动台的六维加速度。本发明专利技术提供了一种兼容性强、可行性高的直接检定方法和设备，能够解决目前检定方法所带来的困扰。法所带来的困扰。法所带来的困扰。

【技术实现步骤摘要】
一种六维加速度传感器计量检定装置及量值溯源方法


[0001]本专利技术的实施方式涉及振动计量
，更具体地，本专利技术的实施方式涉及一种六维加速度传感器计量检定装置及量值溯源方法。

技术介绍

[0003]量值准确一致的前提是被计量值必须具有能与国家计量基准、国际计量基准相联系的特征，亦即被计量的量值具有溯源性。量值溯源就是自下而上地将测量值溯源到国家计量基准，确保自己结果的准确性。其中，实现量值溯源的最主要的技术手段是校准和检定。
[0004]但是，目前加速度传感器的计量检定仍处于用振动标准装置对单轴进行计量的方式，对于六维加速度传感器缺乏性能可靠、操作性强的计量检定手段。为解决目前加速度传感器计量检定方法所带来的困扰，急需设计一种兼容性强、可行性高的直接检定方法和设备，对六维加速度传感器进行可靠的计量检定和量值溯源。

技术实现思路

[0005]现有技术中，六维加速度传感器的计量检定和量值溯源存在以上诸多弊端。为此，非常需要一种六维加速度传感器计量检定装置及量值溯源方法，用于至少解决上述诸多弊端之一。
[0006]在本上下文中，本专利技术的实施方式期望提供一种六维加速度传感器计量检定装置及量值溯源方法。
[0007]在本专利技术实施方式的第一方面中，提供了一种六维加速度传感器量值溯源方法，包括：
[0008]将8个单维加速度传感器安装在振动台上，其中4个安装在振动台的第一圆周上，使它们沿第一圆周均匀分布并使它们的敏感轴垂直于振动台平面；另外4个安装在振动台的第二圆周上，使它们沿第二圆周均匀分布并使它们的敏感轴平行于振动台平面；所述第一圆周和第二圆周的圆心重合，且第二圆周的半径大于第一圆周，并且每相邻两个单维加速度传感器与圆心的连线不重叠；
[0009]在振动台振动过程中，测量8个单维加速度传感器产生的加速度信号，根据力线平移定理和力偶矩等效定理对测得的8个加速度信号进行处理，得到振动台的六维加速度。
[0010]在一个实施例中，每相邻两个单维加速度传感器与圆心连线的夹角为45
°
。
[0011]在另一个实施例中，所述单维加速度传感器的安装方式为刚性连接。
[0012]在再一个实施例中，所述单维加速度传感器的安装方式为螺栓刚性连接。
[0013]在又一个实施例中，所述单维加速度传感器的连接扭矩为2Nm。
[0014]在又一个实施例中，以所述圆心为原点建立三维空间直角坐标系，所述振动台的六维加速度计算公式为：
[0015][0016]式中，A
X
、A
Y
、A
Z
分别是坐标原点处X、Y、Z轴的轴加速度，α
X
、α
Y
、α
Z
分别为绕X、Y、Z轴逆时针的旋转角加速度，a1、a3、a5、a7分别为沿第一圆周均匀分布的4个单维加速度传感器的加速度，a0、a2、a4、a6分别为沿第二圆周均匀分布的4个单维加速度传感器的加速度，g为重力加速度，r1为第一圆周的半径，r2为第二圆周的半径。
[0017]在又一个实施例中，所述单维加速度传感器为压电式或应变式。
[0018]在本专利技术实施方式的第二方面中，提供了一种六维加速度传感器计量检定装置，包括：
[0019]振动台，所述振动台上设有8个用于安装加速度传感器的安装位置，其中4个安装位置均匀分布在第一圆周上，另外4个安装位置均匀分布在第二圆周上，且第一圆周和第二圆周的圆心重合，第二圆周的半径大于第一圆周，且每相邻两个安装位置与圆心的连线不重叠；
[0020]信号输入设备，用于提供驱动振动台所需要的激励信号；
[0021]数据测量设备，用于测量安装在振动台上各加速度传感器产生的加速度信号。
[0022]在一个实施例中，每相邻两个安装位置与圆心连线的夹角均为45
°
。
[0023]在另一个实施例中，所述安装位置采用的安装方式为螺栓刚性连接。
[0024]本专利技术的有益效果包括：本专利技术将由单轴加速度传感器检定时的单维向空间多维度提升，将测量单维旋转加速度提升至三轴旋转加速度测量，直接解决了三维角加速度测量难的问题；能够解决目前检定方法所带来的困扰，提供了一种兼容性强、可行性高的直接检定试验方法和设备，对推动国内六维加速度传感器的发展具有重要意义。另外，本专利技术对压电式六维加速度传感器和应变式六维加速度传感器都可进行计量检定和量值溯源。
附图说明
[0025]通过参考附图阅读下文的详细描述，本专利技术示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本专利技术的若干实施方式，其中：
[0026]图1示意性地示出了根据本专利技术一个实施例的一种六维加速度传感器计量检定装置的示意图；
[0027]图2
‑
1示意性地示出了根据本专利技术一个实施例的一种六维加速度传感器计量检定装置的振动台的俯视图；
[0028]图2
‑
2示意性地示出了根据本专利技术一个实施例的一种六维加速度传感器计量检定装置的振动台的侧视图；
[0029]图2
‑
3示意性地示出了根据本专利技术一个实施例的一种六维加速度传感器计量检定装置的振动台的正视图；
[0030]图3示意性地示出了根据本专利技术一个实施例的8个单维加速度传感器在振动台上的空间布局示意图；
[0031]图4示意性地示出了根据本专利技术另一个实施例的一种六维加速度传感器量值溯源方法的流程图；
[0032]在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
具体实施方式
[0033]下面将参考若干示例性实施方式来描述本专利技术的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本专利技术，而并非以任何方式限制本专利技术的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0034]根据本专利技术的实施方式，提出了一种六维加速度传感器计量检定装置及量值溯源方法。此外，附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。
[0035]下面具体介绍本专利技术的各种非限制性实施方式。
[0036]下面参考图1、图2
‑
1、图2
‑
2、图2
‑
3和图3来描述根据本专利技术示例性实施方式的一种六维加速度传感器计量检定装置。需要注意的是，本专利技术的实施方式可以应用于适用的任何场景，只要是涉及到六维加速度传感器计量检定和量值溯源的应用场景中，均可以采用本专利技术所介绍的装置。
[0037]如图1所示，本实施例的六维加速度传感器计量检定装置，包括：振动台、信号输入设备和数据测量设备。其中，振动台用于安装加速度传感器，信号输入设备用于提供驱动振动台所需要的激励信号，数据测量设备用于测量安装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种六维加速度传感器量值溯源方法，其特征在于，包括：将8个单维加速度传感器安装在振动台上，其中4个安装在振动台的第一圆周上，使它们沿第一圆周均匀分布并使它们的敏感轴垂直于振动台平面；另外4个安装在振动台的第二圆周上，使它们沿第二圆周均匀分布并使它们的敏感轴平行于振动台平面；所述第一圆周和第二圆周的圆心重合，且第二圆周的半径大于第一圆周，并且每相邻两个单维加速度传感器与圆心的连线不重叠；在振动台振动过程中，测量8个单维加速度传感器产生的加速度信号，根据力线平移定理和力偶矩等效定理对测得的8个加速度信号进行处理，得到振动台的六维加速度。2.根据权利要求1所述的六维加速度传感器量值溯源方法，其特征在于，每相邻两个单维加速度传感器与圆心连线的夹角为45
°
。3.根据权利要求2所述的六维加速度传感器量值溯源方法，其特征在于，所述单维加速度传感器的安装方式为刚性连接。4.根据权利要求3所述的六维加速度传感器量值溯源方法，其特征在于，所述单维加速度传感器的安装方式为螺栓刚性连接。5.根据权利要求4所述的六维加速度传感器量值溯源方法，其特征在于，所述单维加速度传感器的连接扭矩为2Nm。6.根据权利要求5所述的六维加速度传感器量值溯源方法，其特征在于，以所述圆心为原点建立三维空间直角坐标系，所述振动台的六维加速度计算公式为：式中，A
X
、A
Y
、A
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海滨，孙钦密，徐新超，孙晓萍，王一鸣，李雪，李立建，杨楠，单海娣，任翔，王振宇，付翀，李雪飞，李柯言，于美丽，胡雯，
申请(专利权)人：河南省计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：