一种内置有校准线圈的加速度传感器自标定装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及一种加速度传感器自标定装置，具体而言，涉及一种对内置有校准线圈的加速度传感器进行标定的装置。
【背景技术】
[0002]内置有校准线圈(自标定线圈)的应用于振动测量的加速度传感器已有30余年的发展历史，其能够较为方便的对传感器的幅频特性、灵敏度、线性度进行标定以及校准。一般的传感器的超低频特性、大动态的线性度无法在振动台上进行标定，而内置有校准线圈的加速度传感器则可方便的对传感器的超低频特性、大动态的线性度进行标定。如在振动传感器低频扩展研究的测试中，内置有校准线圈的加速度传感器可在短时间完成200秒超低频特性的自标定。具有高分辨率的微振动测量传感器的线性度可在背景噪声小的山洞里利用校准线圈来标定完成。对于长期工作的地震计、工程振动测量传感器等，通过内置校准线圈可在传感器安装的现场完成对传感器的标定，具有重要的实际应用价值。
[0003]目前，通常采用振动台对内置有校准线圈的加速度传感器进行校准和自标定校准。采用振动台进行校准时需要专业的实验设备和实验场地，并对实验环境有较高的要求，此方法适用于对传感器的灵敏度等参数进行精密校准。目前常用的自校准方法为将信号源生成的正弦波信号输入到传感器的校准线圈，然后测量传感器输出电压，从而对传感器进行标定。在标定过程中，需要不断的人工调整输入的正弦波幅值和频率，在测量传感器输出的电压时，人工读数很难保证读取的准确度，从而产生较大的误差。另外，标定过程得到的数据需要手工记录、整理和计算之后，才能生成传感器特性曲线和标定报告，难以快速、高效对传感器进行标定。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供一种内置有校准线圈的加速度传感器自标定装置，用于对加速度传感器进行标定。
[0005]为达到上述目的，本实用新型提供了一种内置有校准线圈的加速度传感器自标定装置，所述加速度传感器内置有校准线圈，其包括:传感器调平台、标准信号发生器、数字电压表和监控微机，其中:
[0006]所述传感器调平台呈水平状态，所述加速度传感器设置在所述传感器调平台上；
[0007]所述标准信号发生器的输入端与所述监控微机连接，以在所述监控微机的控制下输出设定幅值和设定频率的正弦波信号，所述标准信号发生器的输出端与所述加速度传感器中的校准线圈连接；
[0008]所述数字电压表的输入端与所述加速度传感器的信号输出端连接，所述数字电压表的输出端与所述监控微机连接。
[0009]在本实用新型的一实施例中，所述监控微机与所述标准信号发生器和/或所述数字电压表通过RS2332接口连接。
[0010]在本实用新型的一实施例中，所述加速度传感器安装于固定位置而非所述传感器调平台上。
[0011]本实用新型结构简单、精确度高、方便操作及使用，能够大大提高对加速度传感器进行标定的速度和效率。
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为本实用新型提供的内置有校准线圈的加速度传感器自标定装置的结构示意图。
[0014]附图标记说明:1_传感器调平台；2-标准信号发生器;3-数字电压表;4-监控微机；5-加速度传感器。
【具体实施方式】
[0015]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0016]图1为本实用新型提供的内置有校准线圈的加速度传感器自标定装置的结构示意图，如图所示，本实用新型提供的内置有校准线圈的加速度传感器自标定装置包括:传感器调平台1、标准信号发生器2、数字电压表3和监控微机4，其中:
[0017]传感器调平台I呈水平状态，当传感器调平台I未呈水平状态时，可以通过传感器调平台I上的水准泡将其调整至水平，被标定的加速度传感器5设置在传感器调平台上，以保证加速度传感器5中的敏感轴水平；
[0018]标准信号发生器2的输入端与监控微机4连接，以在监控微机4的控制下输出设定幅值和设定频率的正弦波信号，标准信号发生器2的输出端与加速度传感器5中的校准线圈连接，从而所述正弦波信号能够输入至加速度传感器5中的校准线圈；
[0019]数字电压表3的输入端与加速度传感器5的信号输出端连接，数字电压表3的输出端与监控微机4连接，监控微机4与标准信号发生器2和/或数字电压表3可以通过RS2332接口连接。数字电压表3用于将加速度传感器5的信号输出端输出的电压值发送至监控微机4，以完成设定频率点的测点。通过监控微机4控制标准信号发生器2输出多个不同频率但相同幅值的正弦波信号，以测定加速度传感器5在不同信号频率下输出的电压值，进而完成多个频率点的测点，从而完成在频带范围内加速度传感器5的灵敏度和幅频特性自标定。完成加速度传感器5的自标定后，监控微机4可根据上述标定过程中的数据生成传感器幅频特性图和标定报告。
[0020]在对加速度传感器5进行标定时，可在参考频率点(参考频率点可以设定为加速度传感器5频带上限的1/3)向校准线圈施加正弦波电压信号，正弦波信号的幅值根据加速度传感器5的满量程进行选择，通过数字电压表3测定加速度传感器5输出的电压信号的有效值，得到加速度传感器5的相对灵敏度。然后再测定其他校准频率点和幅值下的传感器相对灵敏度。为了保证测量到的加速度传感器5输出电压有效值的准确性，不同频率的测试点应当保持连续输入正弦波信号20秒。以参考频率点输出的有效值为基准，其他频率点输出的电压有效值除以参考频率点输出的有效值，得到加速度传感器5的归一化幅频特性。根据加速度传感器5的出厂标定灵敏度，可以得到加速度传感器5的相对灵敏度与出厂灵敏度的误差，达到对加速度传感器5的灵敏度进行校准的目的。
[0021]为了快速测定加速度传感器5的灵敏度，可以设定标准信号发生器2输出连续的扫频正弦波，正弦波的频率从加速度传感器5的频带上限的0.04倍一直到1.4倍，在输入扫频正弦波的同时测定加速度传感器5的输出电压，得到不同频率下加速度传感器5的输出响应特性。
[0022]实际应用时，当加速度传感器5已安装于固定位置，无法方便取下时，使用本实用新型在加速度传感器5工作现场进行灵敏度校准测试时的方法与上述校准方法相同，由于加速度传感器5已经固定于安装位置，在进行灵敏度校准时，不需要通过调平台对加速度传感器5的位置进行调平。
[0023]在完成加速度传感器5的灵敏度校准与幅频特性的测试后，监控微机4自动记录加速度传感器5在不同频率点的电压灵敏度，通过插值方法生成加速度传感器5有效频带范围内的幅频特性曲线图，同时生成加速度传感器5的校准报告。
[0024]本实用新型结构简单、精确度高、方便操作及使用，能够大大提高对加速度传感器进行标定的速度和效率。
[0025]本领域普通技术人员可以理解:附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。
[0026]本领域普通技术人员可以理解:实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
[0027]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种内置有校准线圈的加速度传感器自标定装置，用于对加速度传感器进行标定，所述加速度传感器内置有校准线圈，其特征在于，包括:传感器调平台、标准信号发生器、数字电压表和监控微机，其中: 所述传感器调平台呈水平状态，所述加速度传感器设置在所述传感器调平台上； 所述标准信号发生器的输入端与所述监控微机连接，以在所述监控微机的控制下输出设定幅值和设定频率的正弦波信号，所述标准信号发生器的输出端与所述加速度传感器中的校准线圈连接； 所述数字电压表的输入端与所述加速度传感器的信号输出端连接，所述数字电压表的输出端与所述监控微机连接。2.根据权利要求1所述的内置有校准线圈的加速度传感器自标定装置，其特征在于，所述监控微机与所述标准信号发生器和/或所述数字电压表通过RS2332接口连接。3.根据权利要求1所述的内置有校准线圈的加速度传感器自标定装置，其特征在于，所述加速度传感器安装于固定位置而非所述传感器调平台上。
【专利摘要】本实用新型公开一种内置有校准线圈的加速度传感器自标定装置，用于对加速度传感器进行标定，加速度传感器内置有校准线圈，其包括：传感器调平台、标准信号发生器、数字电压表和监控微机，其中：传感器调平台呈水平状态，加速度传感器设置在传感器调平台上；标准信号发生器的输入端与监控微机连接，以在监控微机的控制下输出设定幅值和设定频率的正弦波信号，标准信号发生器的输出端与加速度传感器中的校准线圈连接；数字电压表的输入端与加速度传感器的信号输出端连接，数字电压表的输出端与监控微机连接。本实用新型结构简单、精确度高、方便操作及使用，能够大大提高对加速度传感器进行标定的速度和效率。
【IPC分类】G01P21/00
【公开号】CN205176056
【申请号】CN201520896148
【发明人】王雷, 安欣, 杨巧玉, 高峰
【申请人】中国地震局工程力学研究所
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月11日