[发明专利]一种基于加速度传感器的加速度记录仪校准装置及方法

摘要

本发明公开了一种基于加速度传感器的加速度记录仪校准装置，该装置包括转动装置和电控装置，转动装置由转动臂、转动架、基座等组成，电控装置由中心控制模块、调速模块、电机驱动模块、编码器、测速模块、LCD显示模块和手柄等组成。手柄输出高电平脉冲到中心控制模块的第一输入端，中心控制模块的第一输出端连接到LCD显示模块，中心控制器的第二输出端连接到调速模块输入端，调速模块输出端连接到电机驱动模块输入端，电机驱动模块输出端连接到高速电机输入端，编码器的输出端连接到测速模块的输入端，测速模块的输出端连接到中心控制模块的第二输入端。本发明可通过高速电机转速的提高和转动臂长度的增加，实现大量称的加速度线性校准。

主权项

1.一种利用基于加速度传感器的加速度记录仪校准装置的校准方法，所述基于加速度传感器的加速度记录仪校准装置包括：转动臂[3]、转动架[2]、基座[1]、高速电机[11]、中心控制模块[8]、调速模块[9]、电机驱动模块[10]、编码器[12]、测速模块[13]、显示模块[6]和手柄[7]；所述基座[1]的顶部设置转动架[2]和转动臂[3]，基座[1]内部设置高速电机[11]，其中高速电机[11]的输出轴通过转动架[2]带动转动臂[3]旋转，高速电机[11]的输出轴上装有编码器[12]，编码器[12]测量高速电机[11]的转速同时将测量结果传输给与其相连的测速模块[13]，测速模块[13]将测量结果传输给中心控制模块[8]，中心控制模块[8]同时通过调速模块[9]控制电机驱动模块[10]工作，最终控制高速电机[11]的转速；中心控制模块[8]同时接收手柄[7]发送的控制信号，并将测速模块[13]的测量结果通过显示模块[6]进行显示；其中，所述转动臂[3]的长度可调，通过逐次提高高速电机[11]的转速和增加转动臂[3]的长度，从而实现大量程的加速度线性校准；转动架[2]的端部与转动臂[3]的中心相连，转动臂[3]的一端固连加速度记录仪[4]，转动臂[3]的另一端设置配重物[5]，所述加速度记录仪[4]与配重物[5]的重量相同；所述编码器[12]为增量式编码器或绝对式编码器；所述显示模块[6]为LED显示器、LCD显示器或液晶显示器；所述转动臂[3]为刚性材料制成的转动臂；其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将加速度记录仪[4]固定于转动臂[3]的末端，并在转动臂[3]的另一端添加配重物[5]，保持平衡，所述加速度记录仪[4]与配重物[5]的重量相同；步骤2、启动加速度记录仪[4]，并通过逐次提高电机转速和增加转动臂[3]的长度，利用转动引起的径向离心力，产生不同的径向加速度，加速度记录仪[4]实时记录径向加速度数据，并且保存；步骤3、根据电机的转速，得出加速度记录仪所在位置的理论加速度值；步骤4、以步骤3得到的理论加速度值为标准，根据最小二乘法，对加速度记录仪内的加速度数据进行拟合，获得校准参数；根据最小二乘法，对加速度记录仪内的加速度数据进行拟合，获得校准参数的公式为：式中，a即为加速度记录仪所在位置的理论加速度值(m/s²)；a₁校准时刻加速度记录仪采集的加速度值(m/s²)；k和b分别为获得的校准参数；步骤5、利用步骤4得到的校准参数对加速度记录仪进行校准，利用校准参数对加速度记录仪进行校准时，所用公式为：a₂＝ka’₁+b式中，a’₁为使用时刻加速度记录仪采集的加速度值，a₂为校准后的加速度记录仪记录的加速度值(m/s²)。