[發明專利]三向沖擊加速度傳感器安裝方式有效性檢驗系統及方法

有效

• 申請號: 202110033248.8
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112881756B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 馮國松;馬功泊;楊江;王棟;王瀟鋒;王睿;楊光;楊艷靜;晏廷飛;張俊剛;劉闖;趙曉旭;武耀;耿麗艷;魏博
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: G01P21/00
• 分類號: G01P21/00;G01P15/18;G01M7/08
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 郭棟梁

本申請提供一種三向沖擊加速度傳感器安裝方式有效性檢驗系統及方法，包括檢驗球、激勵球、發射裝置、數據采集系統和傳感器安裝有效性分析單元；檢驗球上安裝三向沖擊加速度傳感器；激勵球用于沖擊激勵檢驗球；發射裝置為激勵球提供初動量，使激勵球斜射至檢驗球，以此保證激勵的三向性和可重復性；數據采集系統用于接收和存儲沖擊時域數據；傳感器安裝有效性分析單元用于分析處理沖擊數據。本申請的有益效果是：發射裝置將激勵球以可控速度斜射出并與檢驗球碰撞，用傳感器安裝有效性分析單元對傳感器采集到的沖擊時域數據進行處理后，判斷該三向沖擊加速度傳感器在此安裝方式下進行航天器沖擊響應測試是否有效。

技術領域

本公開涉及航天動力學環境試驗領域，具體涉及一種三向沖擊加速度傳感器安裝方式有效性檢驗系統及方法。

背景技術

航天器上使用了大量的火工裝置來完成一些特定的功能，如部段分離、設備驅動等。這些火工品裝置工作時，會在航天器結構上引起的強烈的高頻機械沖擊環境，稱作爆炸分離沖擊環境。爆炸分離沖擊主要是由于火工品爆炸壓力、分離結構斷裂時應變能釋放或分離裝置結構碰撞等產生的沖擊波在結構中不斷傳播、反射過程中，激起結構的沖擊響應。火工分離裝置的工作原理和分布形式不同，導致其產生的爆炸分離沖擊環境量級和頻率成分有所不同。但是都具有沖擊加速度幅值高、持續時間短、頻響范圍寬等特點，它對航天器上的儀器設備產生不利的影響，特別是對電子產品、輕薄結構、脆性材料的破壞作用尤為明顯。國內外航天史上，曾發生大量由爆炸沖擊環境導致的飛行故障。

工程中，主要用沖擊加速度時間歷程及其沖擊響應譜作為衡量爆炸分離沖擊環境條件的參考量。由于爆炸沖擊響應仿真分析水平的限制，獲取爆炸沖擊環境主要通過試驗測量來實現，以便為制定環境條件和沖擊試驗控制提供依據。工程上，主要用沖擊加速度作為描述和分析爆炸沖擊的基礎參數，并以沖擊響應譜作為評估沖擊環境對產品的影響程度和制定試驗條件的依據。爆炸沖擊分離試驗或模擬試驗中采用三向沖擊加速度傳感器主要以壓電式或壓阻式加速度計為主，某些情況下可采用多普勒激光干涉儀測量沖擊的速度。鑒于多普勒測量設備的使用限制和普及率不高，主要使用加速度計進行沖擊測量。

由于儀器設備安裝環節及內部結構的對高頻信號的衰減特性，除了爆炸源近區外，對產品產生破壞的頻率成分主要考慮10kHz以下(通常10kHz以上的頻率成分對箭上儀器設備不構成損傷)，所以，制定條件或試驗模擬時主要考慮10kHz以下的頻率響應。鑒于爆炸分離沖擊環境的高幅值、寬頻響的特點，特分析頻帶以上的高頻成分可能過度激發測量系統的響應，對該環境的測量提出了嚴峻挑戰。因此，三向沖擊加速度傳感器的安裝頻率至關重要，尤其對高頻段響應，如果安裝方式不當會對沖擊響應有一定的放大作用，嚴重影響航天器抗沖擊性能的正常評價，目前亟需正確高效的三向沖擊加速度傳感器安裝方式檢驗方法。

發明內容

本申請的目的是針對以上問題，提供一種三向沖擊加速度傳感器安裝方式有效性檢驗系統及方法。

第一方面，本申請提供一種三向沖擊加速度傳感器安裝方式有效性檢驗系統，包括檢驗球、激勵球、發射裝置、數據采集系統以及傳感器安裝有效性分析單元；所述檢驗球上安裝若干三向沖擊加速度傳感器；所述激勵球用于撞擊所述檢驗球；所述發射裝置用于控制激勵球的入射角度并為激勵球提供初動量；所述數據采集系統與各個所述三向沖擊加速度傳感器連接，用于接收和存儲各個三向沖擊加速度傳感器采集的沖擊時域數據；所述傳感器安裝有效性分析單元，用于處理數據采集系統采集到的數據，分析得出三向沖擊加速度傳感器的安裝方式是否有效的結論。

根據本申請實施例提供的技術方案，所述檢驗球上切削有至少一個安裝平面。

根據本申請實施例提供的技術方案，所述安裝平面上設有傳感器安裝孔，用于安裝三向沖擊加速度傳感器或者傳感器安裝座。

根據本申請實施例提供的技術方案，所述檢驗球的材料設置為鋼質。

根據本申請實施例提供的技術方案，所述檢驗球的基頻大于等于50kHz。