基于小尺寸Hopkinson杆的动态校准系统.pdf

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1、第26卷第11期传感技术学报Vo1．26No．11CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSNOV．20132013年11月TheDynamicCalibrationSystemBasedonMicro-HopkinsonBarLIWanrong，FANJinbiao，WANGYah，XUPeng(NationalKeyLaboratoryForElectronicMeasurementTechnology，KeyLaboratoryofInstrumentationScienceandDynamicMeasurementinMinis

2、tryofEducation，NorthUniversityofChina，Taiyuan030051，China)Abstract：Inordertogeneratenarrowshockpulseexcitedahigh—gaccelerometerwithhighresonancefrequency，adynamiccalibrationsystembasedonthemicro—Hopkinsonbarwasputforward．Compressedairwasusedforexcitationsourceinthiscalibrationsystem，m

3、icroalignmentbarwasusedasaloadingdevice，andaxiallaserinter—ferometerwasusedformeasuringtheexcitationsigna1．Itwasdemonstratedthatthissystemiseffectiveforamplitude-frequencyresponsecharacteristiccalibrationofahigh-gaccelerometersuchasB&K8309whoseresonancefrequencyis180kHz，andvariousreso

4、nancefrequenciesof8309wereexcitedusingthenarowshockpulsewhichwasgeneratedbytheabovesystem．Keywords：measuringandtestingtechnologiesandinstruments；dynamiccalibration；narowshockpulseexcitation；micro—Hopkinsonbar；highresonancefrequency；high—gaecelerometerEEACC：7130；7210X；7310Gdoi：10．3969／

5、j．issn．1004-1699．2013．11．026基于小尺寸Hopkinson杆的动态校准系统李婉蓉，范锦彪，王燕，徐鹏(中北大学电子测试技术国家重点实验室，仪器科学与动态测试教育部重点实验室，太原030051)摘要：针对高g值高安装谐振频率加速度计动态校准过程中高g值窄脉冲加速度激励信号难以产生的难题，提出了基于小尺寸Hopkinson杆的动态校准系统。该系统采用压缩空气作为激励源，小尺寸精密校准杆作为加载装置来产生窄脉冲加速度激励信号，并通过轴向激光干涉仪进行激励信号的测量。且校准实验结果表明，该系统可以充分激起安装谐振频率为180kHz的高g值加速度计

6、B&K8309的高阶谐振频率，校准结果较为理想。关键词：测试计量技术及仪器；动态校准；窄脉冲激励；小尺寸Hopkinson杆；高安装谐振频率；高g值加速度计中图分类号：TB934；TP27；TP21文献标识码：A文章编号：1004-1699(2013)11-1617-04量程在50000g～100000g左右的高g值高号，参考文献[2]提出了动态校准所需的最大脉宽安装谐振频率(本文指安装频率大于100kHz)加速公式1．06／fx；参考文献[3]提出了窄脉冲校准准度计的动态特性校准一直是国内外研究的一个难则r<1．5组；式中r为动态校准所需的最大脉宽，．题，现有的

7、校准手段及参考文献均未提出一个行之为加速度计的安装谐振频率。依据该准则脉宽小于有效的解决方案。15s的激励信号才能激起安装频率高于100kHz目前常用的加速度计频率响应校准方法有正弦的高g值加速度计。振动比较法和冲击激励法。正弦振动比较法是通过冲击激励法目前多采用Hopkinson杆作为加载激振台获得传感器的完整频响曲线，但高g值加速装置。美国Sandia国家实验室研究了Endevco度计的谐振频率一般大于100kHz，而激振台的扫7270A系列冲击加速度计的频率响应特性；日本频范围一般在25kHz以内，虽然国际上最好的激振国家计量技术研究室对B&K4393型压电

8、加速度计台