一種超低頻水平向振動臺導軌不平順靜態補償方法
2023-09-23 00:41:35 1
一種超低頻水平向振動臺導軌不平順靜態補償方法
【專利摘要】超低頻水平向振動臺導軌不平順靜態補償方法，包括測量得出超低頻水平向振動臺的導軌不平順靜態性能，為位移傳感器輸出信號，x為滑臺沿振動方向所處的不同位置，Sgra為位移傳感器的靈敏度，θ為滑臺在位置x的傾斜角度；對超低頻水平向振動臺導軌不平順進行靜態補償，ti為採樣時刻點，ua(ti)為被校傳感器經補償後ti時刻的輸出電壓，uat(ti)為補償前的被校傳感器輸出電壓，ug(ti)為由於導軌不平順而疊加在被校傳感器上的由重力加速度分量引起的輸出電壓，為在ti時刻的採樣值，SaH是被校傳感器靈敏度的理論值。本發明具有能夠對由導軌不平順造成的校準結果偏差進行糾正，提高超低頻振動校準的精度的優點。
【專利說明】一種超低頻水平向振動臺導軌不平順靜態補償方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種超低頻水平向振動臺導軌不平順的靜態補償方法。
技術背景
[0002]隨著科學技術的不斷發展，超低頻振動量值溯源問題亟待解決，如廣泛存在於航空航天、樓宇監測、地震預報、資源勘探等領域的各類振動傳感器的測量下限多數低於0.1HZ，甚至低至零頻，對這些超低頻測振傳感器的相關特性進行精確校準是對其進行正確應用的前提，因此，人們對超低頻振動校準系統的需求愈加迫切。
[0003]超低頻振動臺是超低頻振動校準系統的重要組成部分，其作用是對被校傳感器施加單軸正弦穩態激勵，而導軌需限制振動臺運動部件在振動方向以外的所有自由度，這就要求在振動臺運動行程範圍內保持導軌平直、導軌與運動部件的間隙均勻，否則，導軌的不平順會造成振動臺運動部件俯仰，從而使得安裝其上的被校傳感器輸出中疊加了重力加速度分量。在超低頻條件下，由水平向振動臺施加的正弦振動加速度分量和由運動部件俯仰而產生的重力加速度分量(本專利中僅指沿被校傳感器靈敏軸方向，下同)幅值相當，使得單軸正弦穩態激勵的校準原則不滿足，同時也對信號的提取和處理帶來困難和偏差。而要保證運動行程範圍內導軌的平直，對於短行程振動臺來說，很容易做到；但在超低頻條件下，為提高輸出振動信號的信噪比，往往增大振動臺行程(甚至達到lm)，此時受加工、安裝等工藝水平的限制，這一要求將很難滿足，或者實現成本很高，這將嚴重影響超低頻振動校準的精度，甚至也對基于振動臺進行超低頻振動校準的可行性造成影響。
【發明內容】
[0004]為降低導軌不平順對超低頻振動校準的影響，一方面可以限定導軌不平順程度，提高導軌的加工、安裝精度，但限於當前的工藝能力，很難有較大的改善空間；另一方面可以採用補償法，對導 軌不平順造成的影響進行補償。本發明即提出了一種方便有效的靜態補償方法，能夠在基於超低頻水平向振動臺對具有零頻響應的加速度傳感器進行振動校準過程中，對由導軌不平順造成的校準結果偏差進行糾正，以提高超低頻振動校準的精度。
[0005]超低頻水平向振動臺導軌不平順靜態補償方法，包括以下步驟:
(1)、測量得出超低頻水平向振動臺的導軌不平順靜態性能，表示為:
Θ=中J 』(式 I)
其中，Mjt為位移傳感器輸出的反映滑臺位置的信號，Z表示滑臺沿振動方向
所處的不同位置，5^為位移傳感器的靈敏度，β即為滑臺在對應位置Z處，由導軌不平順引起的滑臺傾斜角度；
(2)、對超低頻水平向振動臺導軌不平順進行靜態補償，表示為:
【權利要求】
1.超低頻水平向振動臺導軌不平順靜態補償方法，包括以下步驟: (1)、測量得出超低頻水平向振動臺的導軌不平順靜態性能，表示為:
2.如權利要求1所述的超低頻水平向振動臺導軌不平順靜態補償方法，其特徵在於:步驟(1)中，測量導軌不平順靜態性能的方法包括: (1.1)、超低頻振動臺的滑臺沿導軌運動，在滑臺的運動範圍內每間隔預定距離靜態測量並記錄滑臺在當前點的俯仰角度〃，該俯仰角度β以水平方向為參考；同步採集位移傳感器測得的滑臺在當前點的位置信號Ux ; (1.2)、建立導軌不平順性能方程，表示為:
3.如權利要求2所述的超低頻水平向振動臺導軌不平順靜態補償方法，其特徵在於:步驟(1.2)中，採集滑臺沿導軌的俯仰角度時，使滑臺在運動範圍內沿導軌往復多次，採集多組滑臺俯仰角度隨導軌位置變化而變化的關係式4 =我士)，取各組關係式P的平均值作為導軌不平順性能方程6 =約^)。
4.如權利要求3所述的超低頻水平向振動臺導軌不平順靜態補償方法，其特徵在於:步驟(2)對超低頻水平向振動臺導軌不平順進行靜態補償的方法包括: (2.1)、啟動振動臺進行全頻段振動校準，同步採集被校傳感器的輸出信號(?)和檢測滑臺位移的位移傳感器的輸出信號~(0 ； (2.2)、計算滑臺在當前採樣點h處的俯仰角度β {tl)，進而計算出滑臺俯仰產生的重力加速度分量ag{t；)，本發明中僅指沿被校傳感器靈敏軸方向，
5.如權利要求4所述的超低頻水平向振動臺導軌不平順靜態補償方法，其特徵在於:完成靜態補償後，調換被校傳感器的安裝方向，重複步驟(2.0- (2.5)，比較調換前後的補償效果，選擇靈敏度曲線最接近理`論值的安裝方向安裝被校傳感器。
【文檔編號】G01M7/02GK103822768SQ201410104284
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月19日 優先權日:2014年3月19日
【發明者】何聞, 張旭飛, 王春宇, 賈叔仕 申請人:浙江大學