振动传感器校准系统

振动传感器校准系统

 ——专业全自动校准系统，适用于校准振动加速度、速度和位移传感器

WIN475 系统是美国MB公司以性能优异的标准振动台为基础，结合世界先进的振动信号测量控制技术而推出的振动传感器校准系统。WIN475系统的全球用户超过300家，更有美国空军等权威用户，在国内也有一批重量级用户。WIN475系统的主要部件有：基础系统、通频校准子系统、高频校准子系统、低频校准子系统、横向灵敏度校准子系统、高低温校准子系统、冲击校准子系统、多传感器同时校准子系统。

WIN475系统有三大突出特点：

1. MB作为世界知名的电动振动台生产厂家，其标准振动台性能突出，技术领先；

2. 业内最全的标准振动台系列；

3. 整套校准系统自动化水平高，操作简便。

基础系统

基础系统包括：信号调理及控制模块405-X、数采、电脑和软件，提供 0.1Hz 到 55kHz 振动信号的调理、采集、分析处理及报告功能。不必另配独立调理器，直接支持电荷型、IEPE型、电压型、伺服型、应变式、压阻式、电容式振动传感器的校准。支持TEDS，带AC/DC耦合方式，用户不必手工选择信号增益，系统会针对特定的被标传感器自动设定增益，保证最佳信噪比。

基础系统5Hz到40kHz幅频特性自校准                                    160Hz, 0到40g线性度校准

信号调理及控制模块 405-X

通频校准子系统   

该子系统包括：CAL50标准振动台、标准传感器、MB500VI功率放大器、连接线缆和安装工具等。CAL50 是MB公司推出超过二十年的通频标准振动台，在MB500VI功放的驱动下，最大输出力可达200N（峰值）以上。根据校准专业要求设计，标准传感器安装在台体内专用夹具下方，振动传递特性最佳，高频特性最优。台体中空，标准传感器信号线从台体底部引出。校准台面较大，配套功放输出功率为500瓦，推力大，承载能力强。

参数	指标	CAL50标准振动台
出力	185N峰值
正弦加速度	38g’s峰值
行程	25mm 峰峰值
频率范围	1Hz-10kHz
标准传感器	多种型号，绝对法校准
动圈材料	镁合金
动圈支承方式	铍青铜片簧支撑
台体材料	普磁材料
最大载荷	900克

高频校准子系统

该子系统包括：CAL25HF或CAL12AB或CAL25AB高频标准振动台、标准传感器、1475PCM气控单元、连接线缆和安装工具。适用于3Hz到15kHz/20kHz甚至40kHz频段的振动传感器特性校准。

将铍合金高刚度运动组件与高径向支撑刚度的空气轴承结合起来，给振动传感器特性校准带来一些不同以往的功能，比如，CAL25HF内置的标准传感器可以由用户方便地替换，可以使用多只不同型号的标准振动传感器。采用空气轴承，轴向波形失真度小，横向振动小，满足ISO16063-21的要求。

         CAL25HF高频标准振动台

              1475PCM气控模块

低频校准子系统

该子系统包括：低频标准振动台、标准传感器、振动台控制模块、连接线缆和安装工具。

行程为300毫米，可以更长。与150毫米行程的振动台相比，同样的频率下可以产生2倍大的加速度，将传感器在振动台上输出的信号信噪比提高了100%。

水平校准台的测试频率范围：0.1-200Hz，频率下限能延伸至0.07Hz。

参考传感器（REF）指标：1200mV/g 灵敏度，±3g 量程，横向灵敏度小于1%，10Hz以下分辨率优于 1.3μg，极佳的温度特性。

系统传递不确定度（不含参考传感器）：≤1.0%，0.5-10Hz，该指标符合 ISO16063-21。

由于采用直线电机作核心部件，系统具有高精度位移测量功能，克服了采用普通振动台作低频标定时到达 要求量级振动的稳定时间比较长的弊端，使低频标定所需时间大幅度缩短，提高了测试效率。

横向灵敏度校准子系统

该子系统包括：横向标准振动台、MB500VI功率放大器、标准传感器、475TS控制模块、连接线缆和安装工具等。

测试过程中自动调整角度、自动采集数据，无需人为干预，

用户几乎可选择30Hz至2000Hz间的任意频率点进行横向灵敏度的校准。以名义灵敏度的百分比标称横向灵敏度，并给出最大横向灵敏度的指向性图。可绘制横向灵敏度的幅频曲线，和“8”字极坐标图。完成校准后，自动将传感器的最大横向灵敏度对应点旋转至最高处，便于标记。采用通频校准子系统标定的轴向灵敏度作为名义灵敏度，用于计算横向灵敏度。

                   横向灵敏度校准台                                   横向灵敏度“8”字图

高低温校准子系统

 用于验证振动传感器及线缆的稳定性和可靠性、标定热学性能指标、绘制极端温度下的灵敏度曲线。

      主要配置包含高低温炉及控制模块、抗倾覆标准振动台、功率放大器、耐高低温陶瓷夹具、标准传感器、连接线缆及安装工具等。

      采用热电偶实时测量炉内温度，对加热器和液氮阀门进行控制，以达到目标温度值。在软件中设定试验顺序，包含升温时间、温度梯度、 振动驻留时间等，试验过程自动进行。

被标传感器安装在隔热陶瓷夹具上，确保被标传感器和标准传感器之间的振动传递性及隔热特性。

                 高性能型高低温校准子系统                                   经济型高低温校准子系统                                 隔热振动传感器夹具

                              振动传感器灵敏度随温度变化的曲线

冲击校准子系统

主要配置包含跌落台、标准传感器、连接线缆和安装工具等。被标传感器的重量可达200克。标准传感器安装在夹具上，被标传感器安装在标准传感器上方，夹具安装在滑动块上，滑动块通过导杆向下滑动，跌落后撞击在铁砧支撑的平板上，从而产生冲击加速度。跌落台包括一系列冲击缓冲板，用于调节冲击脉冲幅度。通过软件计算冲击脉冲与额定灵敏度（160Hz正弦振动时测得的灵敏度）的偏差。

                                          冲击重复误差测试

                          标准传感器安装位置                                        跌落台低位

                  跌落台

多传感器同时校准子系统

本子系统能同时校准多达8只加速度传感器，与单只校准方法相比，节约70%以上的时间。每只重量可达20克，频带2-4000Hz。采用多路信号调理及控制系统407-8X，标准传感器可以是电荷型，也可以是 IEPE 型。可以校准电压型、IEPE、电容型、电荷型、压阻型传感器。标准振动台采用CAL25AB。由于采用空气轴承，与CAL50 相比，CAL25AB 具有好得多的横向振动特性、低频波形失真度和台面不均匀度。 8只传感器同时校准时，频带仍可以达到4kHz。只校准一只时，可以达到10kHz。

采用 1475PCM 气控单元对CAL25AB进行驱动控制，形成空气轴承，实现气动载荷自动对中。CAL25AB台面直径为74mm，被校传感器的最大直径达70mm。

                        1475PCM气控单元

                         WIN475 MDCC多只碰撞传感器校准软件

                       407-8X 型多通道信号调理控制器

高g值稳态正弦校准子系统

该子系统包括：Energizer RED校准台、MB500VI功放、谐振梁、HAWK控制器、正弦振动控制软件、连接线缆和安装附件等。

利用持续正弦激振的方法（而非冲击形成的脉冲激励），对加速度传感器实现从50g至500g的幅值线性度校准和检定。系统包含4个谐振梁，可以在150Hz、250Hz、400Hz、600Hz或用户指定的不高于1000Hz的频率点附近实现高达500g的峰值加速度校准。谐振梁采用高强度、低阻尼的合金材料，具备优异的疲劳性能。

系统以标称频率点为中心的频带范围内进行正弦扫频测试。例如，对于250Hz标称频率点，系统以一倍频/分钟的扫频速率在220Hz-270Hz进行正弦扫频测试可以得到被测传感器的幅值线性度曲线、加速度幅度与频率的关系曲线。

                                                                                                         梁共振频率搜索及测量                                         

                                                                     稳态加速度幅值线性度曲线

多子系统集成解决方案

基础系统与多个子系统一起可以组成一个大型系统。

WIN475 多功能校准系统，含基础系统、通频校准子系统、高频校准子系统、高低温校准子系统。

WIN475 多功能校准系统，含基础系统、通频校准子系统、高频校准子系统、横向灵敏度校准子系统、高g值稳态正弦校准子系统、冲击校准子系统、高低温校准子系统。