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離心機(jī)的校準(zhǔn)和微調(diào)

在應(yīng)用離心機(jī)對具有零頻響應(yīng)的傳感器進(jìn)行一次校準(zhǔn)時(primary calibration)，將傳感器安裝在離心機(jī)臺面(或轉(zhuǎn)臂)距離心機(jī)旋轉(zhuǎn)中心半徑為R的測定位置。當(dāng)離心機(jī)進(jìn)入穩(wěn)定高速旋轉(zhuǎn)時，傳感器將承受恒定的向心加速度，同時輸出相應(yīng)的電壓。不斷地調(diào)整離心機(jī)的轉(zhuǎn)速，就可使傳感器在不同的載荷情況下輸出不同的電壓。從傳感器靈敏度系數(shù)校準(zhǔn)公式可知，校準(zhǔn)中除需較準(zhǔn)確地測量離心機(jī)轉(zhuǎn)速及輸出電壓外，傳感器質(zhì)量中心半徑R的測定十分重要。然傳感器質(zhì)量中心不同于幾何中心，較難測定。現(xiàn)將討論傳感器用離心機(jī)法進(jìn)行校準(zhǔn)時，由質(zhì)量中心確定引起的微調(diào)搜尋法和位置旋轉(zhuǎn)法。
微調(diào)搜尋法傳感器安裝在微位移機(jī)構(gòu)上，其敏感軸沿轉(zhuǎn)筒半徑方向離心機(jī)旋轉(zhuǎn)以前，轉(zhuǎn)筒以(250－300)rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，傳感器借助微位移機(jī)構(gòu)沿敏感軸方向轉(zhuǎn)移，直到其輸出最小近似等于零。轉(zhuǎn)筒停轉(zhuǎn)，微位移機(jī)構(gòu)鎖緊定位。此時，轉(zhuǎn)筒自轉(zhuǎn)軸的垂直軸線即是傳感器的質(zhì)量中心位置。由此可較精確地測得離心機(jī)旋轉(zhuǎn)中心到傳感器質(zhì)量中心的半徑。

位置旋轉(zhuǎn)法
位置旋轉(zhuǎn)法是將被校傳感器在離心機(jī)上進(jìn)行兩次校準(zhǔn)。每次校準(zhǔn)時傳感器安裝在轉(zhuǎn)臺或轉(zhuǎn)臂的同一位置，只是將其敏感軸沿半徑方向轉(zhuǎn)動180度。兩次傳感器在離心機(jī)臺面(或轉(zhuǎn)臂)的安裝如圖所示，其校準(zhǔn)方法簡述如下。圖中O1為傳感器的幾何中心，Om為傳感器質(zhì)量中心，ro為離心機(jī)旋轉(zhuǎn)軸至傳感器幾何中心的半徑，△r為幾何中心0l與質(zhì)量中心Om間的距離。校準(zhǔn)時a1和a2分別為兩次校準(zhǔn)中離心機(jī)穩(wěn)速高速旋轉(zhuǎn)時對傳感器輸入的加速度，v1和v2分別為兩次校準(zhǔn)時傳感器的電壓輸出，n為離心機(jī)兩次校準(zhǔn)中采用的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。進(jìn)一步推敲可知用此方法不必知道傳感器的幾何中心，只要在兩次校準(zhǔn)中該傳感器以同一位置裝于臺面的安裝點(僅沿敏感軸轉(zhuǎn)動l80度)。國內(nèi)有些單位出于設(shè)計的需要，為確定傳感器的質(zhì)量中心，采用在離心機(jī)同一處不斷改動、調(diào)整傳感器的裝夾位置以使兩次校準(zhǔn)輸出電壓相等，則此時傳感器的裝夾位置即是質(zhì)量中心。
通過對AS－50B型應(yīng)變式加速度計(日本產(chǎn))和J501—250型壓組式加速度計(法國產(chǎn))采用微調(diào)搜尋法和位置旋轉(zhuǎn)法在離心機(jī)上進(jìn)行的校準(zhǔn)，兩種方法校準(zhǔn)得到的傳感器靈敏度不確定度均小于1％。
2)微調(diào)搜尋法校準(zhǔn)精度相對較高，操作方便，但對設(shè)備的要求較復(fù)雜。而位置旋轉(zhuǎn)法進(jìn)行校準(zhǔn)對設(shè)備要求較簡單，但對傳感器在臺面位置的安裝重復(fù)性要求較高。
3)采用位置旋轉(zhuǎn)法，不需要精確測量傳感器的質(zhì)量中心位置，并能消除儀器設(shè)備和環(huán)境引起的系統(tǒng)誤差影響。建議在條件許可的情況下，對傳感器進(jìn)行離心機(jī)法校準(zhǔn)時應(yīng)首先采用該方法。