Калибровка методом сравнения
Метод сравнения, при применении которого калибруемый вибродатчик механически соединен с образцовым датчиком (эталоном), используется при заводской калибровке акселерометров. На основе аппаратуры нашего предприятия можно создать автоматизированную систему для поверки вибродатчиков на основе метода сравнения. Такие системы эффективны как при лабораторной, так и при регулярной и повседневной калибровке акселерометров.
Калибруемый методом сравнения акселерометр, т.е. акселерометр, чувствительность которого подлежит определению в процессе калибровки, механически соединяется с используемым в качестве образцового датчика акселерометром, например AP 10. Созданный таким образом комплект закрепляется на вибростоле подходящего и обладающего точно определенными параметрами вибростенда. Поскольку соединенные друг с другом калибруемый и эталонный акселерометры совершают механические колебания с идентичным ускорением, отношение амплитуд отдаваемых обоими электрических сигналов непосредственно является отношением присущих им значений чувствительности. Следовательно, на основе этого отношения и калиброванного значения чувствительности образцового акселерометра можно определить искомое значение чувствительности калибруемого акселерометра.
Рисунок 1
Самая простая система для калибровки акселерометров методом сравнения показана на рис. 1. Соединенным механически друг с другом калибруемому акселерометру и эталонному акселерометру сообщаются механические колебания с синусоидальной формой волны и с определенными амплитудой ускорения и частотой. Отдаваемые этими акселерометрами электрические сигналы поступают на анализатор спектра, и с помощью электронного вольтметра, входящего в состав программного обеспечения ZETLAB, измеряются амплитуды сигналов.
В созданной на основе описанной выше системы более усовершенствованной калибровочной системе сигналы с калибруемого и образцового акселерометров усиливаются соответствующими предусилителями, т.е. усилителями заряда при определении чувствительности по заряду или усилителями напряжения при осуществляемой с целью определения чувствительности по напряжению калибровке. В процессе калибровки происходит одновременная обработка сигналов от калибруемого и эталонного акселерометров.
Рисунок 2
Применение схемы на рисунке 2 дает следующие возможности:
- упрощение сравнения амплитуд отдаваемых обоими акселерометрами сигналов;
- уменьшение занимаемого калибровкой времени;
- обеспечение общей погрешности, соизмеримой с погрешностью заводской калибровки;
- преобразование напряжения в заряд для определения чувствительности по напряжению и заряду.
Значения частоты и амплитуды ускорения механических колебаний обычно установлены учитываемым при калибровке стандартом или рекомендацией. Обычно в качестве опорных для заводской калибровки акселерометров принимаются равные 160 Гц и 100 м/с2 значения соответственно частоты и амплитуды ускорения механических колебаний. Обеспечение заранее определенных значений частоты и амплитуды ускорения механических колебаний не является объязательным в случае, если учитываемые при калибровке значения этих параметров находятся в пределах нормальных рабочих частотного и динамического диапазонов калибруемых акселерометров. Это вполне допустимо ввиду того, что пьезоэлектрические акселерометры являются линейными датчиками, т.е. вибродатчиками, обладающими линейными рабочими частотным и динамическим диапазонами.