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解决方案

基桩动态测量仪校准方案

发布日期: 2015-11-24

概述

        最近,有较多的计量校准相关工程师咨询了关于基桩动态测量仪校准相关的技术问题,鉴于大家的咨询情况,杭州腾振科技有限公司技术人员整理并编写了本文档,用于指导用户根据 《JJG930-1998 基桩动态测量仪检定规程》进行基桩动测仪的校准,提供基桩动态测量仪校准系统的配备方案,希望我们的工作能给相关工程师带来实质性的帮助。

 

用途

√ 快速、精确地校准基桩动态测量仪的加速度传感器、速度传感器、动态力和动应变的各项指标,如灵敏度、频率响应、幅值线性度、动态范围和示值误差等。

√ 采用背靠背比较法(参考JJG 930-1998)完成加速度传感器(或速度传感器或动态力传感器或动应变传感器)的校准。

 

特点

√ 可用于动态测量仪的加速度系统、速度系统、动态力系统和动应变系统的指标校准。

√ 1Hz-4KHz 频率范围。

√ 系统具有高精度和高动态范围。

√ 能够校准传感器的灵敏度、频率响应、幅值线性度和示值误差等。

 

系统配置

1.信号分析仪VESSTA 8EX

VESSTA 8EX是新一代的信号分析仪,它拥有强大的数据采集功能和丰富的分析功能,此外,它还有一个重要的用途便是用于基桩动态测量仪的校准。 信号分析仪通过以太网与计算机联接,允许用户在任何有网络的地方进行基桩动态测量仪的校准;浮地设计的硬件结构避免了接地问题;450MHz的DSP处理器使得系统的数理速度更快;无风扇的结构可降低系统的噪声干扰。

√ 自动产生高精度的正弦或随机信号,以对标准振动台进行激振。

√ 操作简单方便,通道设置和输出信号设置完成即可进行校准工作。

√ 正弦扫频范围0.1Hz~25.6KHz;正弦控制动态范围:100dB;谱线数:12800。

 

2. 标准振动台和功率放大器

标准振动台频率范围为1Hz~4 kHz。信号分析仪VESSTA 8EX输出信号到功率放大器,功率放大器将信号放大,放大后的信号驱动标准振动台,从而实现信号分析仪对标准振动台的激振。

 

3. 标准传感器

标准传感器是被校准传感器比较的对象。

 

4. 动应变检定装置

用于将标准振动台倒挂起来,检定工具式应变传感器时使用。

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图1 动应变检定装置

系统参考配置表

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方法与原理图

1.背靠背比较法传感器校准

将标准传感器与需要校准的传感器(被校传感器)背靠背连接好,然后再将他们安装固定在标准振动台的中央,标准传感器在被校传感器的下方,如图2示。这样两只传感器所接收的振动加速度号信号可以看成为相同的。因此, 两只传感器的灵敏度的比值为即为他们输出信号的比值,而标准传感器的参数是已经的,这样就可以通过比较和计算获得被校传感器的灵敏度、幅值线性度、频响曲线和其它参数。

图2 靠背比较法传感器校准示意图

2. 动态力传感器校准

(1)可选择2-3个不同的质量块和标准加速度计共同组成力传感器上的载荷。附加质量块的选择:外形要便于安装,选用钢制材料制作,以圆柱形状为宜(细长比为1)。质量的大小要与振动台的推力相适应。

(2)力传感器要安装在标准加速度计和附加质量块的下面,刚性连接。应注意防止校准时,结构共振的产生。

 

3. 动应变传感器校准

(1)动应变传感器刚性地安装在应变检定装置中间,安装螺栓应尽量紧固,尽可能保证安装初始静应变量为最小。

(2)校准时,连接激振时间应尽可能短(≤20s)。读取被校应变量值时,要去掉直流分量。

 

软件

1、信号发生器

√ 输出信号类型为正弦,随机,自定义等

√ 用户可定义参考频率,系统默认的参考频率为160Hz

 

2、信号分析仪

√ 采样频率高达51.2kHz,谱线数高达12800线

√ 直接测量时间函数、傅里叶频谱函数以及自功率谱密度函数

 

3、输入通道

√ 传感器类别多样,电压、加速度、速度、位移、力、温度、压力、声压等

√ 可独立对通道进行滤波设置,减轻直流偏置的干扰

√ 可更改电压量程,提高测试的动态范围

 

4、参数设置

√ 动态测量仪的加速度系统校准参数设置

动态测量仪的加速度系统校准参数设置表

√ 动态测量仪的速度系统校准中,振动幅值为1cm/s或10cm/s。

√ 动态测量仪的动态力系统校准中,振动幅值为100 m/s2或200 m/s2。

√ 动态测量仪的动应变系统校准中,参考频率为:240Hz或320Hz;振动幅值为:(5±1)ūm(p-p)。

√ 动态测量仪的动应变系统校准中,可采用白噪声激振法或敲击法。

系统主要参数

1、系统推力:500N

2、无负载最大峰值加速度:50g

3、无负载最大峰值速度:1.4m/s

4、无负载最大位移:10mm

5、频率范围:1-4000Hz