[发明专利]一种通过旋转底座测试加速度传感器横向串扰的装置及方法

说明书

本发明属于传感器性能测试领域，具体涉及到一种通过旋转底座测试加速度传感器横向串扰的装置及方法。本发明包括计算机、解调系统、激振器、旋转底座测试横向串扰装置；其中旋转底座测试横向串扰装置包括传感器夹持模块和旋转施加模块两部分；传感器夹持模块中垂直固定架的间距可以调整，因此能够夹持不同尺寸的加速度传感器；旋转施加模块可以带动传感器夹持模块旋转，从而测试传感器夹持模块中加速度传感器的横向串扰。本发明的优点是能够消除测试平台由于加工误差以及安装过程中引入的角度偏差对加速度传感器横向串扰测试结果的影响，提高了横向串扰测试的精度；此外该装置结构简单、易于实现，可广泛应用于各类加速度传感器的横向串扰测试。

技术领域

本发明设计属于传感器性能测试领域，具体涉及到一种通过旋转底座测试加速度传感器横向串扰的装置及方法。

背景技术

加速度是物体速度的变化率，物体的运动状态可以用加速度来描述，通过对加速度进行积分运算，可以得到运动物体的速度和位移。用于测量加速度这一物理量的传感器称为加速度传感器。加速度传感器广泛应用于惯性导航、地震观测、资源勘探、控制监测等领域，对加速度这一物理量的高精度测量在军用和民用领域都备受重视。通常衡量加速度传感器的性能指标主要有灵敏度、谐振频率、动态范围及横向串扰等参数。

本项发明设计主要针对加速度传感器的横向串扰测试。加速度传感器可以等效为弹簧-质量系统，认为其只沿弹簧的单一弹性方向产生相对位移。在这种理想模型条件下，传感器将只对沿弹簧轴向方向的加速度信号产生响应，对于垂直于弹簧轴向方向的加速度信号将没有响应。但是在实际的加速度传感器中，由于弹簧-质量系统在垂直于其轴向方向上也具有等效刚度，以及传感器制造和加工的误差将会不可避免的产生垂直于轴向方向的响应。将传感器对垂直于传感器敏感轴方向的加速度响应定义为横向灵敏度，而横向串扰定义为横向灵敏度与轴向灵敏度比值的对数值的20倍，其表达式为：

实际情况中加速度传感器并不是完全的轴对称结构，由于加工误差等问题会导致加速度传感器实际敏感轴方向与传感器法线方向存在一个微小的角度，这个角度又称为传感器自身偏差角。因此，横向灵敏度与轴向灵敏度的比值可表示为：

公开号为CN105067839B的中国发明专利，于2015年11月18日公开了一种加速度横向灵敏度测试装置，它包括左支架、测试转轮、连接板、右支架、空心支撑轴、滑块、耳板螺栓、滑轮、轴栓、压杆、底座、卡杆和耳板等部件。公开号为CN105606847B的中国发明专利，于2016年5月25日公开了一种面向压电式加速度传感器横向灵敏度标定的振动台。所述振动台由柔性铰链机构固定在平面二轴振动发生装置上构成。平面二轴振动发生装置通过压电陶瓷驱动器驱动柔性铰链机构运动，通过长度计对终端平台转换块的位移信号进行采集和反馈，带动终端平台转换块上的压电式加速度传感器在较高频率下运动；可以实现压电式加速度传感器的高频率高精度平面圆形轨迹运动，其向心加速度幅值稳定度和频率稳定度高，从而能够实现对压电式加速度传感器横向灵敏度的标定；公开号为CN110672878A的中国发明专利，于2019年10月10日公开了一种三轴高量程加速度传感器横向灵敏度比测试装置，包括沿X轴向设置的撞击体与霍普金森杆，霍普金森杆的尾部设置待测的传感器，传感器的X轴、Y轴与Z轴分别对应设置有X轴激光多普勒分析仪、Y轴激光多普勒分析仪与Z轴激光多普勒分析仪，通过在三个方向上安装激光多普勒分析仪实现三个方向上同步的加速度测量，实现传感器的横向灵敏度比测试。但是上述各种横向灵敏度测试均为考虑装置在制造与安装过程中引入的偏差角度对于测试结果的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过旋转底座测试加速度传感器横向串扰的装置及方法。

本发明提出一种通过旋转底座测试加速度传感器横向串扰的装置及方法，包括计算机1、解调系统2、激振器3、旋转底座测试横向串扰装置4，具体连接关系为：