一种加速度传感器的高温测试系统及其测试方法

本发明属于传感器测试，尤其涉及一种加速度传感器的高温测试系统及其测试方法。

背景技术：

1、压电加速度传感器是一种重要的振动测量传感器，在航空航天、水利桥梁、地震监测等领域均有重要应用。原子能、冶炼、航空航天、化工等许多领域的工作条件较为苛刻，工作温度一般超过500℃，尤其是在航空航天领域，航空发动机振动测试的工作温度甚至高达1000℃，部分领域还会有较大的横向加速度以及噪声等干扰。因此亟需研发可应用于高温环境的加速度传感器。

2、基于以上原因，加速度传感器的高温振动测试至关重要，其测试和校准方法有比较法和绝对法两种。对于高温振动传感器的测试，通常采用比较法进行测试和校准。比较法是通过将两只加速度传感器背靠背地安装在一起(或安装在一刚性支架上)，其中一只为参考标准加速度传感器，它的灵敏度和全部技术性能是已知的，另一只为被校传感器，用同样的加速度激励它们，比较得到待测传感器的灵敏度。

3、但对传感器在不同温度区间的灵敏度进行测试，同时还要测试传感器的横向灵敏度，并没有相关的技术。

技术实现思路

1、本发明提供了一种加速度传感器的高温测试系统及其测试方法，可既实现传感器的背靠背安装，简化测试步骤，保证比较法的准确性，又可对传感器在不同温度区间的灵敏度进行测试，还可测试传感器的横向灵敏度。

2、为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

3、一种加速度传感器的高温测试系统，包括：振动激励单元、振动传递单元、电荷放大器和数据处理单元；

4、所述振动激励单元用于通过正弦信号产生激励，从而驱动所述振动传递单元产生振动；

5、所述振动传递单元同时设置有标准加速度传感器和待测压电加速度传感器，所述振动传递单元用于对所述标准加速度传感器和所述待测压电加速度传感器施加振动，并使所述待测压电加速度传感器产生电荷信号；

6、所述电荷放大器用于接收所述待测压电加速度传感器产生的所述电荷信号，并将所述电荷信号转换为电压信号；

7、所述数据处理单元用于根据所述电压信号，得到所述待测压电加速度传感器的灵敏度。

8、优选的，所述振动激励单元包括信号发生器和功率放大器；

9、所述信号发生器用于产生所述正弦信号并作为激励；

10、所述功率放大器用于将所述激励放大，从而驱动所述振动传递单元产生振动。

11、优选的，所述振动传递单元包括标准振动台、振动连杆、加热环境装置和测试夹具；

12、所述标准振动台用于接收所述激励，产生振动；

13、所述振动连杆用于响应所述标准振动台产生的振动，并将所述振动传递至所述测试夹具；

14、所述测试夹具同时设置有所述标准加速度传感器和所述待测压电加速度传感器；

15、所述加热环境装置用于控制测试环境温度；

16、所述待测压电加速度传感器、所述振动连杆、所述测试夹具和所述标准加速度传感器顺次连接，并均位于所述加热环境装置内。

17、优选的，所述标准加速度传感器和所述待测压电加速度传感器采用背靠背同轴垂直安装的形式设置于所述测试夹具的两对侧。

18、优选的，所述振动连杆采用氧化铝陶瓷。

19、优选的，所述加热环境装置采用立式管式加热炉。

20、优选的，所述振动传递单元包括还隔热罩；

21、所述隔热罩设置与所述测试夹具和所述加热环境装置之间，所述振动连接杆贯穿所述隔热罩。

22、优选的，所述数据处理单元包括数据采集卡和数据处理器；

23、所述数据采集卡用于接收所述电压信号；

24、所述数据处理器用于根据所述电压信号，得到所述待测压电加速度传感器的灵敏度。

25、本发明还提供了采用前述加速度传感器的高温测试系统，进行待测压电加速度传感器的高温测试方法，包括如下步骤：

26、s1.将所述标准加速度传感器安装在所述测试夹具上，所述待测压电加速度传感器安装在所述振动连杆上，所述振动连杆再与所述测试夹具连接，实现同轴垂直安装；

27、s2.通过所述加热环境装置控制测试温度；

28、s3.控制所述振动激励单元产生激励，以及所述振动传递单元产生振动，并向所述标准加速度传感器和所述待测压电加速度传感器同时施加振动；

29、s4.所述电荷放大器接收所述待测压电加速度传感器产生的所述电荷信号，并将所述电荷信号转换为电压信号；

30、s5.使用所述数据处理单元处理所述电压信号，得到所述待测压电加速度传感器的灵敏度。

31、本发明的有益效果如下：

32、本发明提供了一种加速度传感器的高温测试系统及其测试方法，既实现了传感器的背靠背安装，简化测试步骤，保证比较法的准确性，又可对传感器在不同温度区间的灵敏度进行测试，还可测试传感器的横向灵敏度。

技术特征：

1.一种加速度传感器的高温测试系统，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的加速度传感器的高温测试系统，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的加速度传感器的高温测试系统，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的加速度传感器的高温测试系统，其特征在于，

5.根据权利要求3所述的加速度传感器的高温测试系统，其特征在于，

6.根据权利要求3所述的加速度传感器的高温测试系统，其特征在于，

7.根据权利要求3所述的加速度传感器的高温测试系统，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的加速度传感器的高温测试系统，其特征在于，

9.采用权利要求1-8任一项所述加速度传感器的高温测试系统，对待测压电加速度传感器进行高温测试的方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种加速度传感器的高温测试系统及其测试方法，包括：振动激励单元、振动传递单元、电荷放大器和数据处理单元；振动激励单元通过正弦信号产生激励，驱动振动传递单元产生振动；振动传递单元同时设置有标准加速度传感器和待测压电加速度传感器，同时对标准加速度传感器和待测压电加速度传感器施加振动，并使待测压电加速度传感器产生电荷信号；电荷放大器接收待测压电加速度传感器产生的电荷信号，并转换为电压信号；数据处理单元根据电压信号，得到待测压电加速度传感器的灵敏度。本发明既实现了传感器的背靠背安装，简化测试步骤，保证比较法的准确性，又可对传感器在不同温度区间的灵敏度进行测试，还可测试传感器的横向灵敏度。

技术研发人员：张海波,吴天琼,谭划,陈骏,祁核,周东桓,徐杰,周瑜
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12