一种超低频水平向振动台导轨不平顺静态补偿方法
【专利摘要】超低频水平向振动台导轨不平顺静态补偿方法，包括测量得出超低频水平向振动台的导轨不平顺静态性能，为位移传感器输出信号，x为滑台沿振动方向所处的不同位置，Sgra为位移传感器的灵敏度，θ为滑台在位置x的倾斜角度；对超低频水平向振动台导轨不平顺进行静态补偿，ti为采样时刻点，ua(ti)为被校传感器经补偿后ti时刻的输出电压，uat(ti)为补偿前的被校传感器输出电压，ug(ti)为由于导轨不平顺而叠加在被校传感器上的由重力加速度分量引起的输出电压，为在ti时刻的采样值，SaH是被校传感器灵敏度的理论值。本发明具有能够对由导轨不平顺造成的校准结果偏差进行纠正，提高超低频振动校准的精度的优点。
【专利说明】一种超低频水平向振动台导轨不平顺静态补偿方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种超低频水平向振动台导轨不平顺的静态补偿方法。
技术背景
[0002]随着科学技术的不断发展，超低频振动量值溯源问题亟待解决，如广泛存在于航空航天、楼宇监测、地震预报、资源勘探等领域的各类振动传感器的测量下限多数低于0.1HZ，甚至低至零频，对这些超低频测振传感器的相关特性进行精确校准是对其进行正确应用的前提，因此，人们对超低频振动校准系统的需求愈加迫切。
[0003]超低频振动台是超低频振动校准系统的重要组成部分，其作用是对被校传感器施加单轴正弦稳态激励，而导轨需限制振动台运动部件在振动方向以外的所有自由度，这就要求在振动台运动行程范围内保持导轨平直、导轨与运动部件的间隙均匀，否则，导轨的不平顺会造成振动台运动部件俯仰，从而使得安装其上的被校传感器输出中叠加了重力加速度分量。在超低频条件下，由水平向振动台施加的正弦振动加速度分量和由运动部件俯仰而产生的重力加速度分量(本专利中仅指沿被校传感器灵敏轴方向，下同)幅值相当，使得单轴正弦稳态激励的校准原则不满足，同时也对信号的提取和处理带来困难和偏差。而要保证运动行程范围内导轨的平直，对于短行程振动台来说，很容易做到；但在超低频条件下，为提高输出振动信号的信噪比，往往增大振动台行程(甚至达到lm)，此时受加工、安装等工艺水平的限制，这一要求将很难满足，或者实现成本很高，这将严重影响超低频振动校准的精度，甚至也对基于振动台进行超低频振动校准的可行性造成影响。
【发明内容】
[0004]为降低导轨不平顺对超低频振动校准的影响，一方面可以限定导轨不平顺程度，提高导轨的加工、安装精度，但限于当前的工艺能力，很难有较大的改善空间；另一方面可以采用补偿法，对导 轨不平顺造成的影响进行补偿。本发明即提出了一种方便有效的静态补偿方法，能够在基于超低频水平向振动台对具有零频响应的加速度传感器进行振动校准过程中，对由导轨不平顺造成的校准结果偏差进行纠正，以提高超低频振动校准的精度。
[0005]超低频水平向振动台导轨不平顺静态补偿方法，包括以下步骤:
(1)、测量得出超低频水平向振动台的导轨不平顺静态性能，表示为:
Θ=中J ’(式 I)
其中，Mjt为位移传感器输出的反映滑台位置的信号，Z表示滑台沿振动方向
所处的不同位置，5^为位移传感器的灵敏度，β即为滑台在对应位置Z处，由导轨不平顺引起的滑台倾斜角度；
(2)、对超低频水平向振动台导轨不平顺进行静态补偿，表示为:
【权利要求】
1.超低频水平向振动台导轨不平顺静态补偿方法，包括以下步骤: (1)、测量得出超低频水平向振动台的导轨不平顺静态性能，表示为:
2.如权利要求1所述的超低频水平向振动台导轨不平顺静态补偿方法，其特征在于:步骤(1)中，测量导轨不平顺静态性能的方法包括: (1.1)、超低频振动台的滑台沿导轨运动，在滑台的运动范围内每间隔预定距离静态测量并记录滑台在当前点的俯仰角度〃，该俯仰角度β以水平方向为参考；同步采集位移传感器测得的滑台在当前点的位置信号Ux ; (1.2)、建立导轨不平顺性能方程，表示为:
3.如权利要求2所述的超低频水平向振动台导轨不平顺静态补偿方法，其特征在于:步骤(1.2)中，采集滑台沿导轨的俯仰角度时，使滑台在运动范围内沿导轨往复多次，采集多组滑台俯仰角度随导轨位置变化而变化的关系式4 =我士)，取各组关系式P的平均值作为导轨不平顺性能方程6 =约^)。
4.如权利要求3所述的超低频水平向振动台导轨不平顺静态补偿方法，其特征在于:步骤(2)对超低频水平向振动台导轨不平顺进行静态补偿的方法包括: (2.1)、启动振动台进行全频段振动校准，同步采集被校传感器的输出信号(?)和检测滑台位移的位移传感器的输出信号~(0 ； (2.2)、计算滑台在当前采样点h处的俯仰角度β {tl)，进而计算出滑台俯仰产生的重力加速度分量ag{t；)，本发明中仅指沿被校传感器灵敏轴方向，
5.如权利要求4所述的超低频水平向振动台导轨不平顺静态补偿方法，其特征在于:完成静态补偿后，调换被校传感器的安装方向，重复步骤(2.0- (2.5)，比较调换前后的补偿效果，选择灵敏度曲线最接近理`论值的安装方向安装被校传感器。
【文档编号】G01M7/02GK103822768SQ201410104284
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月19日 优先权日:2014年3月19日
【发明者】何闻, 张旭飞, 王春宇, 贾叔仕 申请人:浙江大学