[發明專利]一種基于激波管的階躍加速度校準裝置

有效

• 申請號: 202011296597.0
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112415228B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 劉淵;楊軍;梁志國;姜延歡
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京長城計量測試技術研究所
• 主分類號: G01P21/00
• 分類號: G01P21/00
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 王松

1.一種基于激波管的階躍加速度校準裝置，包括激波管(1)、加速度計安裝裝置、激光測速儀(8)、加速度計(9)、數據采集卡(10)，其特征在于：還包括數據采集計算機；

激波管(1)作為動態壓力校準設備，用于產生上升時間在1微秒以內的階躍壓力；激波管結構包括高壓段(2)、低壓段(5)、過渡段、夾膜機、高壓氣瓶(11)和壓力控制閥；

加速度計安裝裝置由加速度計安裝缸體(6)和加速度計安裝活塞(7)組成，其中加速度計安裝缸體(6)通過密封圈和螺紋與激波管低壓段(5)端面連接并保持密封；加速度計安裝活塞(7)置于加速度計安裝缸體(6)內，加速度計安裝活塞(7)能夠前后自由運動；加速度計安裝活塞(7)的一端為平面，用于承受壓力激波的激勵；加速度計安裝活塞(7)另一端加工深度與被校加速度計(9)高度相等，直徑略大于被校加速度計(9)外徑的凹槽；凹槽底部加工帶螺紋的安裝孔，通過螺栓與被校加速度計(9)連接；

激光測速儀(8)包括光束棱鏡、激光器、光電接收器以及解調電路；

數據采集卡(10)前端接口與被校加速度計(9)以及激光測速儀(8)輸出線纜連接，后端與數據采集計算機通訊接口連接；數據采集計算機安裝數據采集處理軟件，對采集到的數據進行可視化處理。

2.如權利要求1所述的一種基于激波管的階躍加速度校準裝置，其特征在于：使用激波管(1)作為加速度計校準激勵裝置，同時使用加速度計安裝缸體(6)以及加速度計安裝活塞(7)外壁保證加速度計在校準過程中的平穩運行，加速度計安裝活塞(7)由底部和圓柱形外壁組成，底部主要承受壓力激波激勵，外壁主要用于加速度計安裝活塞(7)的運動導向。

3.如權利要求1所述的一種基于激波管的階躍加速度校準裝置，其特征在于：使用激光測速儀(8)對安裝于加速度計安裝活塞(7)上的加速度計(9)進行加速度測量溯源；激光測速儀(8)通過光學原理測量得到加速度計安裝活塞(7)底部在運動過程中的加速度信號；測量信號通過數據采集卡(10)存入數據采集計算機中。

4.如權利要求1所述的一種基于激波管的階躍加速度校準裝置，其特征在于：通過采集加速度計(9)被激波激勵后的階躍響應幅度值和激光測速儀(8)的加速度測量結果完成加速度計(9)的校準；通過使用數據采集計算機中加速度計(9)和激光測速儀(8)測得的加速度信號峰值和波形，建立二階系統傳遞函數，對傳遞函數中的模型參數進行不確定度評定，實現基于模型的階躍加速度激勵和校準。

5.如權利要求1、2、3或4所述的一種基于激波管的階躍加速度校準裝置，其特征在于：工作方法為，在高壓段接口處放置O形密封圈，并安裝膜片；將過渡段安裝于低壓段內，隨后將高壓段、低壓段和過渡段組裝到一起；將加速度計(9)安裝在加速度計安裝活塞(7)的凹槽內，在加速度計安裝活塞(7)凹槽底部粘貼玻璃微珠增加光學反射率；接通激光測速儀(8)電源并開機預熱，從而使測量效果更佳；隨后向高壓室內充氣，利用壓力傳感器對高壓段和低壓段進行壓力監測，當達到預設壓力值時膜片自動破裂，形成壓力激波；壓力激波沖擊低壓段底端面處的加速度計安裝活塞(7)，通過加速度計(9)輸出信號以及激光測速儀(8)測量結果的對比，實現階躍加速度校準。

6.如權利要求5所述的一種基于激波管的階躍加速度校準裝置，其特征在于：活塞由鈦合金材料加工而成。

7.如權利要求5所述的一種基于激波管的階躍加速度校準裝置，其特征在于：接通激光測速儀(8)電源并開機預熱30分鐘。