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高g值加速度传感器激光绝对法冲击校准技术研究

2012-02-13范锦彪林祖森赵晓东

振动与冲击 2012年11期

范锦彪,祖 静,林祖森,徐 鹏,赵晓东

(中北大学 电子测试技术重点实验室,太原 030051)

高g值加速度传感器的校准,开始于20世纪60年代,并提出了多种校准测量方法,其中以冲击力法、速度改变法和激光绝对法应用较为广泛,且先后成为国际标准 ISO5347-0(1987)、ISO16063-1(1998)和ISO16063-13(2001)规定的校准方法[1-3]。

国外,德国PTB国家实验室率先采用ISO 16063-13“激光干涉绝对法冲击校准”推荐使用的绝对测量方法,实现了对冲击加速度计的绝对法校准,在参考加速度峰值(10~500)g及(500~10 000)g,冲击脉冲持续时间分别为(0.8~10)ms及(30~300)μs的范围内,实现了对冲击加速度计的绝对法校准,校准的不确定度在(0.3% ~1%)之间[4]。日本国家计量技术研究室(NRLM)在参考加速度峰值(20~10 000)g,冲击脉冲持续时间(10~100)μs范围内对冲击加速度计的动态特征进行了一系列研究[5]。美国Sandia国家实验室则从应用的角度对采用霍普金森杆技术对高g值加速度计的性能进行了大量的研究。Forrestal和Togami等人[6-7]研究了侵彻测试用高g值加速度传感器性能的评价方法——Hopkinson杆技术,给出了评价加速度计性能的数学模型和实验数据曲线。

国内,北京长城计量测试技术研究所[8]利用激光光栅干涉技术实现了高g值加速度传感器的绝对法校准,在10~105g的范围内校准的不确定度可以达到3%。李玉龙等[9]利用Hopkin-son杆加速度校准系统来确定高冲击加速度传感器的灵敏度。王圣佑[10]采用差动多普勒测速系统和自行设计制作的小型空气炮,成功地对量程为105g的加速度计进行了冲击校准。黄俊钦等[11]利用气体炮原理研制了加速度计动态校准装置和系统,由加速度计底座直接碰撞硬质合金冲击底座产生的105g冲击加速度峰值。……

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