[发明专利]三轴加速度计灵敏度矩阵协同修正动态标定系统及方法

说明书

本发明属于振动测试领域，具体涉及一种三轴加速度计灵敏度矩阵协同修正动态标定系统及方法。其中，三轴加速度计灵敏度矩阵协同修正动态标定系统，包括三通道程控信号发生器，振动激励单元，振动检测单元，数据采集单元，计算机，振动检测单元包括单轴加速度计、三轴加速度计及其配适的电荷放大器。使用三组单轴加速计检测三轴振动加速度信号，针对三组单轴加速计在三轴激励环境下产生的耦合检测误差，通过耦合误差修正原理进行修正，计算得到准确的三轴振动加速度信号。进而，基于准确的三轴振动加速度信号标定三轴加速度计的灵敏度矩阵。

技术领域

本发明属于振动测试领域，具体涉及一种三轴加速度计灵敏度矩阵协同修正动态标定系统及方法。

背景技术

随着多轴振动测试技术在工业智能化领域越来越广泛的应用，对基于三轴加速度计等多轴振动检测传感器的振动信号检测精度提出了越来越高的要求。为保证三轴加速计的检测精度，需对其灵敏度等关键参数进行出厂前检定及定期标定。

目前，三轴加速度计通常基于单轴标定系统进行标定，标定过程利用单轴激振器依次对三轴加速度计三个轴分别施加激励信号，然后通过单轴激光测振仪等标准检测设备检测该激励信号，通过比较标准检测设备与待标定三轴加速度计的输出信号可以计算得到三轴加速度计的灵敏度等参数。可见，单轴标定法操作过程复杂，效率低，而且不能准确标定三轴加速度计的耦合灵敏度。为此，近年来，研究学者们提出了三轴同步动态标定法，该方法由三轴激振器对待标定的三轴加速度计同步施加三轴振动激励信号，可以准确、快速标定三轴加速度计的耦合灵敏度。但是，目前三轴动态标定过程中的激励信号通常由经过上一级标准装置标定过的激光干涉仪进行测量。激光干涉仪在检测三轴振动激励器输出的某一轴振动时，会受到其他两个轴产生的横向运动（轴间耦合）的干扰，使调整光路的难度大大增加，而且还存在造价高、对环境要求苛刻等问题，严重影响三轴激励信号的检测精度。进而，导致基于激光干涉仪的三轴动态标定方法不能准确标定三轴加速度计的灵敏度矩阵。

发明内容

针对三轴加速度计基于激光干涉仪的三轴动态标定方法存在造价高、光路调整困难、对环境要求苛刻以及轴间耦合影响三轴激励信号检测精度，进而导致不能准确标定三轴加速度计灵敏度矩阵等问题。本发明提出一种三轴加速度计灵敏度矩阵协同修正动态标定系统及方法，使用三组单轴加速计检测三轴振动加速度信号。针对三组单轴加速计在三轴激励环境下产生的耦合检测误差，通过耦合误差修正原理进行修正，计算得到准确的三轴振动加速度信号。进而，基于准确的三轴振动加速度信号标定三轴加速度计的灵敏度矩阵。

本发明采用的技术方案为：三轴加速度计灵敏度矩阵协同修正动态标定系统，包括三通道程控信号发生器，振动激励单元，振动检测单元，数据采集单元，计算机，所述振动激励单元包括三轴激振器及三轴激振器各轴对应的功率放大器；

所述三通道程控信号发生器产生标准正弦电压信号，通过功率放大器输入三轴激振器；

所述振动检测单元包括单轴加速度计、三轴加速度计及其配适的电荷放大器；

假设x、y、z分别代表三轴激振器的三个正交振动轴向，单轴加速度计及其配适的电荷放大器用于检测三轴激振器产生的三轴振动加速度信号；

所述单轴加速度计包括主轴沿x正方向安装的第一单轴加速度计，主轴沿y正方向安装的第二单轴加速度计，主轴沿z正方向安装的第三单轴加速度计；

所述三轴加速度计的x主轴沿x正方向，y主轴沿y负方向，z主轴沿z正方向安装；