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3-50 大质量传感器的高g值冲击校准方法武 强 探讨将现有校准装置作为一个高g值冲击源进行大质量冲击加速度计的校准的可行性,提出大质量冲击加速度计的校准手段,解决该校准装置无法校准质量大于30g加速度计问题。 表1 校准试验数据
高g值冲击校准装置冲击加速度测量范围在105~106 m/s2，脉宽为0.05~0.3ms时，不确定度为6%。该装置采用HOPKINSON棒的原理，用一具有抛物面的尖头弹体与装在一根细长棒末端的铝垫同轴地相撞,从而产生半正弦的加速度脉冲。用贴在棒中心的应变片来测量所形成的压缩波，被校加速度计装在棒的另一端。应变的变化率与棒末端的加速度值之间的关系式ae=2Ce 是这种校准的理论基础。该装置要求被校加速度计直径与棒的直径相当，且加速度计的质量要求不大于30g，以避免冲击脉冲的衰减和失真，使校准结果不准确。
设计一个转接器，为保证转接器与棒之间的密合，使波形传递不至于衰减，要求转接器的直径和材料与棒相同，然后将大质量的被校加速度计固定在转接器上，与棒形成一个整体。由于被校加速度计体积和质量较大，易使棒弯曲变形，在加速度计下方设计一个支撑器，使加速度计与棒中心在同一平面上，这样使棒不致于承受大质量而变形，波形传递也不失真，考虑到被校加速度计在受到高g值冲击后的反冲作用，为确保加速度计仅受到单向正脉冲的作用，要求在加速度计下方的支撑器与支架的滑动摩擦系数很小，在受到高g值冲击的情况下能迅速飞离棒端（图1）。为了验正被校加速度计在上述状态下能否与标准输出一致，可用标准加速度计进行校准试验，一组试验数据如表1所示，其被校加速度计所测g值与标准g值的相对误差小于6%。按拟定方案进行安装, 被校加速度计工作正常，电子开关触发可靠，试验数据可信。该方法扩展了高g值冲击校准装置的校准范围，解决了大质量加速度计在高g值下的校准。但对质量大于137g的加速度计未进行验证。 |
