[發明專利]一種高精度加速度傳感器本底噪聲的測試裝置及測試方法

有效

• 申請號: 202010250522.2
• 申請日: 2020-04-01
• 公開（公告）號: CN111398633B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 張瀟筱;馮方方;韓可都;薛旭;楊長春;董旸
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: G01P21/00
• 分類號: G01P21/00;G01H17/00
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 劉杰

公開了一種高精度加速度傳感器本底噪聲的測試裝置及方法，該裝置包括，包括隔振裝置和減振系統，其中，所述隔振裝置包括靜音室和隔振臺，所述隔振臺包括氣浮隔振臺和多級彈性隔振臺，所述靜音室地面上安裝有旋轉底座，所述氣浮隔振臺設置于靜音室的旋轉底座上，所述多級彈性隔振臺串聯后設置于所述氣浮隔振臺的上方，被測試加速度傳感器設置于所述處于所述多級彈性隔振臺最上方的承載隔振臺的臺面上，所述減振系統包括，標準傳感器組、信號檢測調理單元、采集單元、控制單元和驅動器。測試方法基于該裝置而實現，能夠抑制落入被測加速度傳感器本底噪聲固有頻帶內無法采用濾波器濾除的干擾信號，使得測得的加速度傳感器本底噪聲更接近真值。

技術領域

本發明涉及傳感器檢測技術領域，特別是涉及一種高精度加速度傳感器本底噪聲的測試裝置及測試方法。

背景技術

加速度傳感器是一種慣性傳感器，用于測量外部輸入的加速度。通常，在設計完成加速度傳感器后，需要對傳感器的本底噪聲進行測試，以判斷其本底噪聲是否符合設計要求。但是，由于加速度傳感器對外界環境噪聲非常敏感，外部的振動、角運動、線運動等都會耦合成為輸入的加速度，從而導致本底噪聲的測試結果中參雜其他噪聲，難以準確獲得加速度傳感器的本底噪聲。尤其對于本底噪聲極低的高精度加速度傳感器，一般的噪聲測試環境的本底噪聲已經高于被測高精度加速度傳感器的本底噪聲，導致加速度傳感器本底噪聲的測試結果被完全淹沒在環境噪聲中。所以，環境的本底噪聲低于被測加速度傳感器的本底噪聲是進行傳感器噪聲測試的基本要求。

傳統降低環境本底噪聲的方法一般是選擇野外的山洞或建筑物的地下室進行噪聲測試，這種方式存在的問題是實驗效率低、成本高；或者是在城市樓宇建筑物中采用隔振平臺，這種方式只能隔離垂直于地面方向的振動，而樓宇的振動是多自由度的噪聲，除了垂直方向的振動，還有水平振動、扭擺振動等，所以這種方式所能降低的環境本底噪聲有限，且不能隔離垂直方向以外的樓宇噪聲，導致環境的本底噪聲不能滿足高精度加速度傳感器噪聲測試的要求。

此外，對于某些在被測傳感器本底噪聲頻率范圍內的干擾，無法采用濾波器濾除，從而影響被測傳感器本底噪聲測試的結果。

因此，如何建立適用于高精度加速度傳感器的噪聲測試環境，且測試結果不受在特定頻率范圍內干擾信號的影響，是需要解決的問題。

發明內容

為了達到上述目的，本發明一方面提供了一種用于高精度加速度傳感器本底噪聲的測試裝置：包括隔振裝置和減振系統，其中所述隔振裝置包括靜音室和隔振臺，所述隔振臺包括氣浮隔振臺和多級彈性隔振臺，所述靜音室內具有容置空間，所述靜音室地面上安裝有旋轉底座，所述旋轉底座能夠以確定的角速度勻速轉動，所述氣浮隔振臺設置于靜音室的旋轉底座上，能夠跟隨旋轉底座旋轉，所述多級彈性隔振臺串聯后設置于所述氣浮隔振臺的上方，被測試加速度傳感器設置于所述處于所述多級彈性隔振臺最上方的承載隔振臺的臺面上，所述減振系統包括，標準傳感器組、信號檢測調理單元、采集單元、控制單元、驅動器和噪聲處理單元。

作為優選，所述氣浮隔振臺包括氣浮臺面和至少一個一級支腿，所述一級支腿設置于所述靜音室的地板和所述氣浮臺面之間。

作為優選，所述多級彈性隔振臺包括多個支撐臺和彈性支腿，所述彈性支腿設置于所述支撐臺之間，其中，最底層的彈性隔振臺的彈性支腿處于氣浮隔振臺和最底層的支撐臺之間。

作為優選，設置有充氣泵為氣浮隔振臺充氣。

作為優選，所述靜音室的主體結構為防震框架型，尺寸參數為：寬度為1-2 米，深度為2-4米，高度為1-3米。

作為優選，所述隔振臺包括一個氣浮隔振臺和兩個彈性隔振臺。

作為優選，所述標準傳感器組包括測量所述隔振臺加速度變化的傳感器、用于測量所述隔振臺的角速度變化的傳感器和位移傳感器。

作為優選，所述驅動器可根據標準傳感器組檢測到的數據，調整所述隔振臺進行反向運動，從而進一步衰減隔振臺的振動。