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检测传感技术

彩票投注基于微型霍普金森杆技术实现高g值加速

作者:admin 发布时间:2020-05-12 04:58

  m)的一个紧要分支,正在航空航天、汽车、邦防等规模有着寻常操纵。高g值加快率,正在深侵彻军械打算中,它可用于识别主意,也可用于丈量飞机抗坠毁尝试中和汽车碰撞试验中的过载川。高g值加快率传感器机敏度系数的精度直接影响丈量精度。因为高g值加快率传感器正在良众局势都能够反复操纵,正在操纵经过中,因为所秉承高过载用意,其机敏度系数大概爆发改变,需时时校准。以是高g值加快率传感器机敏度的丈量不单正在研制高g值加快率传感器中饰演着紧要脚色,并且正在抗高过载丈量中起着紧要用意。紧要先容微型霍普金森(Hopkinson)杆技艺,采用众普勒道理,用衍射光栅做团结主意,操纵调频信号的一种数字化解调法子完毕众普勒频移数据打点,时候判袂率为一个采样间隔。该技艺具有鲁棒性好、经过收敛、结果切确等特色。操纵滑动最小二乘拟合直线段的法子完毕微分运算,取得障碍速率和加快率的瞬时丈量值,并给出尝试结果。

  图1为高g值加快率障碍传感器校准装配,是由Hop-kinson杆、差动式激光众普勒插手仪、数字示波器算计机编制构成。

  霍普金森(Hopkinson)激光插手障碍试验台是加快率传感器障碍圭臬专用差动激光众普勒测速仪和小型氛围炮加载编制,紧要用于高g值丈量,操纵 Hopkinson棒,正在杆中爆发应力波,正在间隔端面几倍棒直径处,应力波的波振面现实上形成平面波,只须棒的长度与直径之比充盈大,用Hop- kinson障碍机,正在校准端面可取得波形优良及横向运动很小的障碍经过。差动式激光众普勒测速仪是丈量通过激光探头示踪粒子的众普勒信号,再依据速率与众普勒频率的相闭取得速率。因为是激光丈量,对待流场没有滋扰.测速限度宽,并且因为众普勒频率与速率是线性相闭。和该点的温度、压力没相闭系,是目前全邦上速率丈量精度最高的仪器,其办事经过如图1所示,操纵Hopkinson障碍机对Hopkinson棒发射弹体,爆发障碍加快率,同时用意于光栅和被测加快率传感器,被测加快率传感器测得的信号经信号适调仪后被动态信号理解仪采撷,光栅位移经众普勒激光插手仪爆发具有众普勒效应的调频信号,该信号被数字示波器采撷,对该调频信号举行频率解调后,可取得用意于加快率传感器的加快率值。

  激光众普勒一次障碍校准法采用激光众普勒道理,用衍射光栅做团结主意,绝对复现障碍加快率量值,并校准加快率计。反射式衍射光栅爆发的众普勒频移为:

  式(4)取峰值取得障碍加快率峰值aP。绝对复现的障碍加快率峰值ap行动参考量值,与被校加快率计输出的电量峰值VP作对比,得被校加快率计的障碍校准机敏度:

  其它,欺骗众普勒信号测得的速率改造量和加快率计输出波形所包络的面积也可确定被校加快率计的机敏度。该机敏度界说为:

  式中,Us为加快率计的输出电压;a为加快率;g为圭臬重力对待碰撞经过,仅正在t1-t2时候内存正在加快率,也便是说正在t1-t2时候内加快率计的运动速率从0减少到u,则式(6)可改写为:

  对ENDEVCO公司分娩的2225,2225M5A型、PCB公司分娩的356820型加快率传感器举行机敏度测尝尝验。试验结果如外1所示。

  操纵2225型障碍传感器和IM133电荷放大器做试验得图2~图5的弧线波形。被测传感器经电荷爆发器归一化打点,输出刻度为1 mV/g。图2为现实试验取得的障碍经过中激光众普勒插手信号,遴选众普勒信号的出手点,去掉出手片面的不寻常信号。该障碍校准装配中,滤波截止频率= 54 kHz,激光波长K=0.632 99 μm;激光插手中操纵二级衍射条纹,p=2;q=-2;光栅栅距d=1/150 mm。障碍经过中的激光众普勒插手信号经算计,可取得障碍速率弧线所示的障碍速率波形弧线所示障碍加快率波形弧线为障碍经过中加快率传感器输出波形弧线,截取有效信号,从该图可得其峰值VP=5.13 V,由式(6)可得被校加快率传感器的障碍校准机敏度Sch=1.14 mv/g。由式(8)可得被测加快率传感器的均匀机敏度:Se=0.766 pc/g。

  Hopkinson杆是校准高g值加快率传感器很好的尝试装配,通过差动式激光众普勒测速仪,能够对障碍传感器正在高g值段举行机敏度校准尝试。 ENDEVCO的2225、2225M5A型障碍传感器的机敏度吻合较好,与各障碍传感器出厂机敏度比拟,偏差小于0.1%,356820型传感器是3轴向障碍传感器,X轴的偏差较小而其它两个轴向机敏度偏差偏大。

  本文所操纵的障碍加快率校准法子,是目前道理最完美、最牢靠的激光众普勒障碍校准法子,完毕了绝对复现障碍加快率量值,采用光栅差动式激光插手仪,完毕障碍加快率的切确丈量。为高g值加快率传感器的一再操纵供给一种对比确实的参考圭臬。

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