自带仪器校准的传感器标定装置的制作方法

本实用新型涉及传感器标定设备技术领域，尤其是涉及一种可以确保校准得到的传感器灵敏度值正确性的自带仪器校准的传感器标定装置。

背景技术：

随着近几年可靠性测试的快速发展，振动与冲击测试测量的地位也变得越来越重要，而在这些实验中需要用到大量的振动传感器，振动传感器的结构及灵敏度等主要参数会严重影响振动与冲击测试结果的可靠性和准确性。由于经过一段时间的使用以后，振动传感器的灵敏度等主要参数会发生改变，需要定期对振动传感器进行校准。

目前加速度传感器在振动与冲击测试中使用最广泛，而市场上使用较多的加速度传感器的校准方法为开环手动加速度传感器校准方法。此方法存在以下缺点：开环控制没有反馈信息，系统容易受到外界干扰影响，控制精度较低，输出出现误差时无法补偿，手动校准需要不断调整信号，输出操作较为复杂。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的是为了克服现有技术中的振动法校准传感器容易受到外界干扰影响，控制精度较低，输出出现误差时无法补偿，需要不断调整信号，输出操作复杂的不足，提供了一种可以确保校准得到的传感器灵敏度值正确性的自带仪器校准的传感器标定装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种自带仪器校准的传感器标定装置，包括激振器，设于激振器上的夹具，与夹具连接的参考传感器和被测传感器，2个模拟信号处理电路、数字信号处理电路、数据处理电路、功率放大器和控制电路；参考传感器和被测传感器分别与2个模拟信号处理电路电连接，2个模拟信号处理电路均与数字信号处理电路电连接，数字信号处理电路、数据处理电路和控制电路依次电连接，1个模拟信号处理电路、功率放大器和激振器依次电连接。

本实用新型是针对开环控制没有反馈信息，易受外界干扰，校准需手动调整信号输出等问题提出的，解决了输出出现误差时无法补偿的问题，通过闭环控制提高了控制精度，通过自动计算传感器的灵敏度提升了传感器校准的效率。

与手动调整信号输出来校准传感器相比，本实用新型采用自动计算传感器灵敏度值的方式校准传感器，操作更简单，使用更灵活，稳定可靠。

采用闭环控制的方式去控制激振器，可以确保激振器的振动量级的准确性，从而确保校准得到的传感器灵敏度值的正确性。

作为优选，所述模拟信号处理电路包括高精度低功耗运算放大器和与第一高精度低功耗运算放大器连接的外围电路；数字信号处理电路包括可编程模块FPGA，与可编程模块FPGA电连接的第二外围电路，模数/数模转换芯片和与模数/数模转换芯片电连接的第三外围电路；数据处理电路包括DSP和与DSP电连接的第四外围电路。

作为优选，控制电路包括MCU，第五外围电路，LCD显示屏和旋转编码器；MCU分别与第五外围电路、LCD显示屏和旋转编码器电连接。

作为优选，所述夹具包括与激振器连接的基座和设于基座上的凸字形块，基座和凸字形块为一体结构，参考传感器位于基座中，被测传感器与凸字形块连接。

作为优选，还包括固定座，固定座包括底板和与底板连接的竖板，激振器分别与底板和竖板连接。

因此，本实用新型具有如下有益效果：操作简单，使用灵活，稳定可靠；可以确保激振器的振动量级的准确性，确保校准得到的传感器灵敏度值的正确性。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图；

图2是本实用新型的一种原理框图。

图中：激振器1、夹具2、参考传感器3、被测传感器4、模拟信号处理电路5、数字信号处理电路6、数据处理电路7、控制电路8、固定座9、功率放大器10、基座21、凸字形块22、底板91、竖板92。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1所示的一种自带仪器校准的传感器标定装置，包括激振器1，设于激振器上的夹具2，与夹具连接的参考传感器3和被测传感器4，2个模拟信号处理电路5、数字信号处理电路6、数据处理电路7、功率放大器10和控制电路8；参考传感器和被测传感器分别与2个模拟信号处理电路电连接，2个模拟信号处理电路均与数字信号处理电路电连接，数字信号处理电路、数据处理电路和控制电路依次电连接，1个模拟信号处理电路、功率放大器和激振器依次电连接。

模拟信号处理电路包括高精度低功耗运算放大器和与第一高精度低功耗运算放大器连接的外围电路；数字信号处理电路包括可编程模块FPGA，与可编程模块FPGA电连接的第二外围电路，模数/数模转换芯片和与模数/数模转换芯片电连接的第三外围电路；数据处理电路包括DSP和与DSP电连接的第四外围电路。

控制电路包括MCU，第五外围电路，LCD显示屏和旋转编码器；MCU分别与第五外围电路、LCD显示屏和旋转编码器电连接。

如图2所示，夹具包括与激振器连接的基座21和设于基座上的凸字形块22，基座和凸字形块为一体结构，参考传感器位于基座中，被测传感器与凸字形块连接。

还包括固定座9，固定座包括底板91和底板连接的竖板92，基座和激振器之间通过4颗螺钉相连，基座和底板之间通过另外4颗螺钉相连。

本实施例的参考传感器为参考加速度传感器，被测传感器为加速度传感器。

本实用新型的工作原理为：

参考加速度传感器将激振器的加速度量级转换成电气信号；激振器将功率放大器输出的电气信号转换成相应的机械振动；功率放大器将控制电路输出的电气信号进行放大；

控制电路通过参考加速度传感器输出的电气信号控制输出电气信号的大小，同时通过被测加速度传感器输出的电气信号计算被加速度传感器的灵敏度参数。

模拟信号处理电路根据手动选择的传感器类型选择相应的电路，将模拟信号放大为模数转换所需电压；将数模转换得到的模拟信号进行一定倍数的放大后作为控制电路的输出电气信号输出。

数字信号处理模电路将模拟信号转换成数字信号后再将其转换为数据处理电路所需的数字信号发送给数据处理电路，或将数据处理电路发出的数字信号进行数模转换后发送给模拟信号处理电路。

数据处理电路用于控制数字信号处理电路，接收经数字信号处理电路处理的数字信号，并对输入的数字信号进行运算和处理，所述的运算和处理包括激振器输出电气信号大小的计算；或接收经数字信号处理电路中处理后得到的数字信号数据，并对所述输入的数据运算和处理，所述的运算和处理包括电压的测量、灵敏度及谐波失真度的计算等。

控制电路用于控制数据处理电路的工作，将用户要求的命令通过控制指令的形式发送给数据处理电路。

控制电路将用户设置好的参数转换成数字信号发送给数据处理电路，数据处理电路将接收到的数据信号发送给数字信号处理电路，数字信号处理电路将接收到的数字信号转换成数模转换需要的数字信号发送给数模转换芯片，模拟信号处理电路将接收到的模数转换后的模拟信号进行信号调理后发送给功率放大器；与此同时模拟信号处理电路对采集到的参考传感器和被测传感器的输出信号进行信号调理，模数转换芯片将调理后的模拟信号转换成数字信号后发送数字信号处理电路，数字信号处理电路将收到的数字信号转换成数据处理电路需要的数字信号后发送给数据处理电路，数据处理电路通过接收到的数字信号去调整发送给数据处理电路的数据，从而实现整个系统的闭环控制。

本实用新型采用自动计算传感器灵敏度值的方式去校准传感器，对比手动调整信号输出来校准传感器，操作简单，使用灵活，稳定可靠。

本实用新型采用闭环控制的方式去控制激振器，可以确保激振器的振动量级的准确性从而确保校准得到的传感器灵敏度值的正确性。

应理解，本实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。