1、前言

微加速度传感器是MEMS（Micro Electromeclaanical System）的一个关键支系，在航天航空、车辆、国防安全等行业具有广泛运用。高g值瞬时速度感应器做为一次仪表盘被普遍使用于碰撞及快速运作全过程中高负载精确测量，在深侵彻武器装备设计方案中，它可用来鉴别总体目标，也可用来精确测量飞机场抗失事试验中合车辆碰撞测试中的负载川。高g值瞬时速度感应器敏感度指数的精密度可以直接危害测量精度。因为高g值瞬时速度感应器在许多场所都能够多次重复使用，在应用全过程中，因为所承担高负载功效，其敏感度指数很有可能产生变化，需常常校正。因而高g值瞬时速度感应器敏感度的精确测量不但在研发高g值瞬时速度感应器中充当主要人物角色，并且在抗高负载精确测量中起着关键功效。关键详细介绍小型霍普金森（Hopkinson）杆技术性，选用激光器多谱勒基本原理，用衍射光栅做协作总体目标，应用电台广播数据信号的一种智能化调制解调方式 完成频偏数据处理方法，時间屏幕分辨率为一个取样间距。该工艺具备可扩展性好、全过程收敛性、結果精准等特性。运用滚动最小二乘拟合直线段的办法完成求微分计算，得到冲击性速率和瞬时速度的瞬间精确测量值，并得出试验結果。

2、瞬时速度感应器校正设备及工作中全过程

图1为高g值瞬时速度冲击性感应器校正设备，是由Hop-kinson杆、差动保护式激光器多谱勒干涉仪、数据数字示波器和电子计算机系统软件构成。

霍普金森（Hopkinson）激光器干预冲击性实验台是瞬时速度感应器冲击性规范专用型差动保护激光器多谱勒测速仪和中小型气炮载入系统软件，关键适用于高g值精确测量，应用 Hopkinson棒，在杆中造成地应力波，在间距内孔好几倍棒直徑处，地应力波的波振面事实上变为平面波，只需棒的尺寸与直徑之比充足大，用Hop- kinson冲击性机，在校正内孔可得到波型优良及横着健身运动不大的冲击性全过程。差动保护式激光器多谱勒测速仪是精确测量根据激光器摄像头示踪剂颗粒的多谱勒数据信号，再依据速度多谱勒頻率的关联获得速率。因为是激光器精确测量，针对势流沒有影响．限速范畴宽，并且因为多谱勒頻率与速率是线性相关。和该点的溫度、工作压力没有关系，是当前全世界速率测量精度最大的仪器设备，其工作中全过程如图所示1所显示，应用Hopkinson冲击性机对Hopkinson棒发送弹体，造成冲击性瞬时速度，与此同时功效于光栅尺和被测瞬时速度感应器，被测瞬时速度感应器测出的讯号经数据信号适调仪后被动态数据信号检测仪收集，光栅尺偏移经多谱勒干涉仪造成具备多普勒效应的电台广播数据信号，该讯号被数字示波器收集，对该电台广播数据信号开展頻率调制解调后，可得到功效于瞬时速度感应器的瞬时速度值。

3、高g值冲击性瞬时速度感应器校正基本原理

激光器多谱勒一次冲击性校正法选用激光器多谱勒基本原理，用衍射光栅做协作总体目标，肯定重现冲击性瞬时速度数值，并校正加速度传感器。双光束衍射光栅造成的频偏为：

式（4）取最高值获得冲击性瞬时速度最高值aP。肯定重现的冲击性瞬时速度最高值ap做为参照数值，与被校加速度传感器輸出的用电量最高值VP来做比较，得被校加速度传感器的冲击性校正敏感度：

此外，运用多谱勒数据信号测出的速率变化量和加速度传感器輸出波型所线性的范围也可明确被校加速度传感器的敏感度。该敏感度界定为：

式中，Us为加速度传感器的输出电压；a为瞬时速度；g为规范作用力针对撞击全过程，仅在t1-t2時间内存有瞬时速度，换句话说在t1-t2時间内加速度传感器的运作速率从0提升到u，则式（6）可改变为：

由式（8）可看得出：要明确Se必须测得

4、试验统计数据及結果解决

对ENDEVCO企业生产制造的2225，2225M5A型、PCB企业生产制造的356820型瞬时速度感应器开展敏感度检测实验。实验結果如表1所显示。

应用2225型冲击性感应器和IM133正电荷放大仪做实验得图2~图5的曲线图波型。被测感应器经正电荷产生器归一化处理，輸出标尺为1 mV／g。图2为具体实验得到的冲击性全过程中激光器多谱勒干预数据信号，挑选多谱勒数据信号的逐渐点，除掉逐渐一部分的异常数据信号。该冲击性校正设备中，过滤截止频率= 54 kHz，光波长K=0．632 99 μm；激光器干预中应用二级透射花纹，p=2；q=-2；光栅尺栅距d=1／150 mm。冲击性全过程中的激光器多谱勒干预数据信号经测算，可获得冲击性速率曲线图，由式（3）得到图3所显示的冲击性速率波型曲线图，较大速率v=5．33 m／s；由式（4）得到图4所显示冲击性瞬时速度波型曲线图，其最高值瞬时速度g=4 497．533 7 m/s2，占空比T=185μs，图5为冲击性全过程中瞬时速度感应器輸出波型曲线图，提取有效数据信号，从该图可获得其最高值VP=5．13 V，由式（6）可获得被校瞬时速度感应器的冲击性校正敏感度Sch=1．14 mv／g。由式（8）可获得被测瞬时速度感应器的均值敏感度：Se=0．766 pc／g。

Hopkinson杆是校正高g值瞬时速度感应器非常好的试验设备，根据差动保护式激光器多谱勒测速仪，能够对冲击性感应器在高g值段开展敏感度校正试验。 ENDEVCO的2225、2225M5A型冲击性感应器的敏感度符合不错，与各冲击性感应器在出厂敏感度对比，偏差低于0．1％，356820型感应器是3径向冲击性感应器，X轴的偏差较小而此外2个径向敏感度偏差偏大。

5、结果

文中所运用的冲击性瞬时速度校正方式 ，是现阶段基本原理最健全、最靠谱的激光器多谱勒冲击性校正方式 ，完成了肯定重现冲击性瞬时速度数值，选用光栅尺差动保护式干涉仪，完成冲击性瞬时速度的精准测量。为高g值瞬时速度感应器的重复应用给予一种较为确切的参照规范。

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