[发明专利]一种热真空条件下振动传感器激光校准装置及方法

说明书

本发明涉及一种热真空条件下振动传感器激光校准装置及方法，装置包括振动台(8)、热真空系统、激光测振仪(2)及数据处理系统；被校传感器(27)位于真空腔(7)内；通过设定的真空度和温度，热真空系统获得校准所需要的温度和真空度条件。激光测振仪的出射光通过真空腔顶部光学窗口(5)内的角锥棱镜(3)入射至被校传感器(27)上的靶点(26)，激光经靶点(26)反射再次通过角锥棱镜(3)回至激光测振仪(2)，激光测振仪(2)对被校传感器(27)振动量进行采集。本发明能够在试验现场模拟温度和真空度变化对传感器性能影响，消除了现有传感器校准环境与使用环境不同所引起的测量误差，提高了校准精度。

技术领域

本发明属于计量校准器具领域，涉及一种校准装置和方法，具体涉及一种热真空条件下振动传感器校准装置以及方法。

背景技术

在机械制造业飞速发展的今天，高速、高效、高精度和大型化已经成为机械发展的关键，而由于机械振动严重影响机器性能和寿命，所以考核和评估机械振动效应成为设计机械仪器设备性能一项重要的指标。利用振动测试可以获取机械设备和结构的动力学参数，为解决振动问题提供科学依据。振动测试是通过传感器将机械的振动量转化为电信号参数，然后对转换过的电信号进行测量和分析，最终给出振动性能指标的结论。在振动测试环节中，传感器是测量过程中的重要一环，其测量性能将直接影响到测量数值的精确度，所以在传感器测量之前，需要对传感器进行校准，而校准的精确度将直接影响到传感器的性能，所以如何将校准的准确度提高，减少外界环境(尤其是环境温度和真空度)对校准精度的影响，这是一个值得解决的问题。现有的国家及国际标准对振动传感器的校准，都是建立在160Hz常温(25℃) 条件下建立的，计量单位也是在此条件下建立的校准装置，目前国内没有在校准时能够模拟外界环境变化，对振动传感器进行校准的装置，而实际的情况是，在很多情况下，振动传感器都是在环境温度剧烈变化条件下进行测量的，这就会带来较大的测量误差。为此，如何建立一个模拟温度与真空度变化的校准环境，并在此条件下对振动传感器进行校准，进而提高传感器校准的精度，是校准领域一个急需解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，建立一个模拟温度与真空度变化的校准环境，进而提高传感器校准精度，本发明提出了一种热真空条件下振动传感器激光校准装置以及方法。

本发明的技术方案是：

一种在热真空条件下进行振动传感器校准的装置，包括振动台，所述振动台用于为被校传感器提供振动，其特殊之处在于：

所述装置还包括热真空系统、激光测振仪及数据处理系统；

所述热真空系统包括真空组件及温控组件；所述真空组件包括真空度可调节的真空腔，所述真空腔的顶部设置有光学窗口；所述温控组件用于对真空腔进行温度控制；

所述被校传感器位于真空腔内；

所述光学窗口内还设置有角锥棱镜；

所述激光测振仪的出射光通过角锥棱镜入射至被校传感器上的靶点，激光经靶点反射再次通过角锥棱镜回至激光测振仪，激光测振仪对传感器振动量进行采集；

所述数据处理系统对传感器的测量信号及激光测振仪的测量信号进行比较，从而校准传感器。

进一步地，为了实现温度、真空度、振动台以及激光测振仪的同步控制，本发明的真空腔室内还设置有温度传感器及真空度传感器；

所述数据处理系统包括上位机；

所述上位机包括信号采集控制单元及信号调理集成采集卡；

所述信号采集控制单元通过信号调理集成采集卡对被校传感器的测量信号、温度传感器的测量信号、真空度传感器的测量信号及激光测振信号进行采集；

所述信号采集控制单元对采集到的电压信号进行物理量数值转换，即把电压量信号转换成代表实际物理量的温度、真空度及振动值；