冲击法测量加速度计频响时应注意的几个问题

引言

加速度的频响测量一般用自动频响测量仪，如丹麦 B ＆ K 公司的自动频响测量系统，对于灵敏度很低的高冲击传感器（例如自行研制的TC 型加速度计其灵敏度数量级10-3pC/g）将由于该系统激励加速度（1 0 g ）过低，信噪比太低而无法测量，为了解决这个问题，我们设计了冲击法频响测量系统来测量低灵敏度加速度计的频响。

1，冲击法测量低灵敏度加速度计频响的原理

1.1原理

冲击频响法实际上是一种相对校准的方法。将标准与被校传感器牢固安装在一起，通过落球激励装置给它们相同的激励，两路传感器输出信号经放大器放大后进入信号采集分析处理系统 JV53116，在该系统中经过 FFT 变换，通过计算得到被校传感器相对于标准传感器的传递函数的幅频曲线，从而判断被校传感器频响。

1.2 标准传感器的要求

标准传感器选用一个频响性能优良的传感器,经计量部门鉴定，该传感器幅频特性的平坦段（0 . 5 d B ）应比被校传感器的宽。

1.3安装要求

将标准传感器与被校传感器背靠背牢固安装在一起, 使其处于完全相同的激励状态下。在标准传感器激励面加垫层，通过垫层材料的选择与激励材料厚度的调整, 达到所要激励脉宽及调整激励大小的目的。

2，冲击测频响法中出现的问题及现象

我们自行研制的988 传感器量程为10 万g，频响可以达到 20KHz。在选用该种传感器作为被校传感器用冲击频响法测频响时出现了在1 K H z 左右发生突变的问题，这与其频响曲线不符，或者是幅频曲线波动严重，毛刺很多等问 题 。

有 突 变 时 的 参 数 设 置 为 ： 采 样 频 率2 M H z ，采样长度为 1 0 K ，延迟 1 K ，F F T 长度 2048，那么其分辨率为977Hz，在该设置下冲击法频响波形如下：

3，环节分析及各环节相应影响

冲击法测频响有四个环节：①传感器的安装；②频响可靠性判定；③冲击激励；④采集处理与参数设置。

每个环节都可能对结果造成影响，在测试时应顾及到各个环节。

对于环节①，应密切注意被校与标准传感器是否安装可靠，两者间绝不能不松动，否则会造成标准与被校传感器激励状态的不同，从而影响到测试结果。为了保证安装可靠，一般在两者间涂抹少量硅酯，即可使二者紧密连接又可以减小两者间刚性碰撞的程度，使输出波形趋于光滑。对于环节②，在进行频响测试时，应该同时密切两路信号的波形的时域波形，观测标准与被校传感器波形是否正常，所谓正常就是波形比较圆滑，无削波、过零或不回零，这是冲击法频响测试的前提。