一種基于加速度傳感器的加速度記錄儀校準(zhǔn)裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于加速度傳感器的加速度記錄儀校準(zhǔn)裝置，該裝置包括轉(zhuǎn)動(dòng)裝置和電控裝置，轉(zhuǎn)動(dòng)裝置由轉(zhuǎn)動(dòng)臂、轉(zhuǎn)動(dòng)架、基座等組成，電控裝置由中心控制模塊、調(diào)速模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、編碼器、測(cè)速模塊、LCD顯示模塊和手柄等組成。手柄輸出高電平脈沖到中心控制模塊的第一輸入端，中心控制模塊的第一輸出端連接到LCD顯示模塊，中心控制器的第二輸出端連接到調(diào)速模塊輸入端，調(diào)速模塊輸出端連接到電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊輸入端，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊輸出端連接到高速電機(jī)輸入端，編碼器的輸出端連接到測(cè)速模塊的輸入端，測(cè)速模塊的輸出端連接到中心控制模塊的第二輸入端。本發(fā)明可通過(guò)高速電機(jī)轉(zhuǎn)速的提高和轉(zhuǎn)動(dòng)臂長(zhǎng)度的增加，實(shí)現(xiàn)大量稱的加速度線性校準(zhǔn)。
【專利說(shuō)明】
一種基于加速度傳感器的加速度記錄儀校準(zhǔn)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于電子測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于加速度傳感器的加速度記錄儀校 準(zhǔn)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著高科技技術(shù)在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)中日益重要作用，導(dǎo)彈的研制亦從單元體制發(fā)展到 多元體制。導(dǎo)彈甚至炮彈武器系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要大量測(cè)試工作，尤其是需要把系統(tǒng)研 制和飛行試驗(yàn)中各部分工作狀態(tài)參數(shù)實(shí)時(shí)記錄，用以分析、改進(jìn)設(shè)計(jì)。加速度記錄儀也隨即 應(yīng)運(yùn)而生。
[0003] 加速度記錄儀是用于彈體在發(fā)射前后、飛行和落地侵徹整個(gè)或部分過(guò)程中對(duì)彈上 加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)理、采集、處理和記錄，并在彈體整個(gè)過(guò)程結(jié)束后通過(guò)相應(yīng)特殊手段 回收數(shù)據(jù)記錄儀中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)測(cè)試設(shè)備。利用無(wú)線電遙測(cè)系統(tǒng)測(cè)試彈體飛行參數(shù)已經(jīng)得到 成熟而廣泛的應(yīng)用。但是由于無(wú)線電遙測(cè)存在測(cè)試成本巨大，測(cè)試過(guò)程復(fù)雜并存在許多盲 區(qū)等測(cè)試缺陷，促使了加速度記錄儀的發(fā)展。如火箭導(dǎo)彈等進(jìn)入大氣層黑障區(qū)中相關(guān)各種 參數(shù)測(cè)試等問(wèn)題。但加速度記錄儀通過(guò)將整個(gè)測(cè)試過(guò)程一定程度封閉在彈體內(nèi)，進(jìn)而解決 了上述測(cè)試問(wèn)題。測(cè)試數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在相對(duì)獨(dú)立的加速度記錄儀內(nèi)，通過(guò)回收存儲(chǔ)測(cè)試系統(tǒng)即 可復(fù)原測(cè)試信息。微小的系統(tǒng)體積、高強(qiáng)度的抗沖擊性能、低廉的系統(tǒng)成本、微量的系統(tǒng)功 耗、相對(duì)封閉的低噪測(cè)試環(huán)境等諸多特點(diǎn)，使加速度記錄儀特別適合各種測(cè)試條件特別惡 劣、成本低廉等情況下的彈體動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試。
[0004] 無(wú)論是只為了獲得更加準(zhǔn)確的彈體加速度數(shù)據(jù)，亦或是由加速度數(shù)據(jù)通過(guò)積分等 處理方式獲得彈體的速度數(shù)據(jù)和軌跡數(shù)據(jù)，都需要加速度記錄儀具有較高的精度和良好的 準(zhǔn)確度。精度可通過(guò)選擇性能優(yōu)異、靈敏度高的加速度傳感器進(jìn)行提高。準(zhǔn)確度則需要通過(guò) 相應(yīng)的校準(zhǔn)設(shè)備或校準(zhǔn)算法進(jìn)行提高。
[0005] 專利號(hào)為201410108757.2的中國(guó)專利介紹的一種三軸加速度傳感器的校準(zhǔn)方法， 主要通過(guò)軟件方面的數(shù)據(jù)處理，對(duì)靜態(tài)誤差值進(jìn)行校準(zhǔn)，對(duì)加速度傳感器量程內(nèi)的線性誤 差校準(zhǔn)效果不明顯。專利號(hào)為201410797068.7的中國(guó)專利介紹的一種加速度傳感器三軸同 時(shí)測(cè)試的校準(zhǔn)、測(cè)試方法，通過(guò)專用的固定治具對(duì)X軸、Y軸和Z軸的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行靜態(tài)誤 差校準(zhǔn)，也無(wú)法進(jìn)行大量程的線性校準(zhǔn)。專利號(hào)為201520607608.0的中國(guó)專利介紹的一種 傳感器校準(zhǔn)振動(dòng)平臺(tái)和傳感器靈敏度標(biāo)定系統(tǒng)，主要利用振動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生加速度，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)加 速度傳感器對(duì)待測(cè)加速度傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)性能極易受標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器的影響。
[0006] 由上可知，上述專利主要是針對(duì)加速度傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，而且均為小量程的加速 度校準(zhǔn)，存在校準(zhǔn)性能不穩(wěn)定，無(wú)法滿足大量程的精確校準(zhǔn)，應(yīng)用領(lǐng)域較窄等缺陷。
[0007]總之，現(xiàn)有的基于加速度傳感器的校準(zhǔn)裝置不能滿足加速度記錄儀的校準(zhǔn)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種基于加速度傳感器的加速度記錄儀校準(zhǔn) 裝置及方法。
[0009] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種基于加速度傳感器的加速度記錄儀校準(zhǔn) 裝置，包括轉(zhuǎn)動(dòng)臂、轉(zhuǎn)動(dòng)架、基座、高速電機(jī)、中心控制模塊、調(diào)速模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、編碼 器、測(cè)速模塊、顯示模塊和手柄；
[0010] 所述基座的頂部設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)架和轉(zhuǎn)動(dòng)臂，基座內(nèi)部設(shè)置高速電機(jī)，其中高速電機(jī)的 輸出軸通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)架帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)臂旋轉(zhuǎn)，高速電機(jī)的輸出軸上裝有編碼器，編碼器測(cè)量高速電 機(jī)的轉(zhuǎn)速同時(shí)將測(cè)量結(jié)果傳輸給與其相連的測(cè)速模塊，測(cè)速模塊將測(cè)量結(jié)果傳輸給中心控 制模塊，中心控制模塊同時(shí)通過(guò)調(diào)速模塊控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊工作，最終控制高速電機(jī)的轉(zhuǎn) 速；
[0011] 中心控制模塊同時(shí)接收手柄發(fā)送的控制信號(hào)，并將測(cè)速模塊的測(cè)量結(jié)果通過(guò)顯示 模塊進(jìn)行顯示。
[0012] -種基于上述基于加速度傳感器的加速度記錄儀校準(zhǔn)裝置的校準(zhǔn)方法，包括以下 步驟：
[0013] 步驟1、將加速度記錄儀固定于轉(zhuǎn)動(dòng)臂的末端，并在轉(zhuǎn)動(dòng)臂的另一端添加配重物， 保持平衡，所述加速度記錄儀與配重物的重量相同；
[0014] 步驟2、啟動(dòng)加速度記錄儀，并逐次提高電機(jī)轉(zhuǎn)速，利用轉(zhuǎn)動(dòng)引起的徑向離心力，產(chǎn) 生不同的徑向加速度，加速度記錄儀實(shí)時(shí)記錄徑向加速度數(shù)據(jù)，并且保存；
[0015] 步驟3、根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，得出加速度記錄儀所在位置的理論加速度值；
[0016] 步驟4、以步驟3得到的理論加速度值為標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)最小二乘法，對(duì)加速度記錄儀內(nèi) 的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，獲得校準(zhǔn)參數(shù)；
[0017] 步驟5、利用步驟4得到的校準(zhǔn)參數(shù)對(duì)加速度記錄儀進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0018] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：1)本發(fā)明針對(duì)加速度記錄儀進(jìn)行整體校 準(zhǔn)，校準(zhǔn)操作難度降低。2)本發(fā)明可通過(guò)高速電機(jī)11轉(zhuǎn)速的提高和轉(zhuǎn)動(dòng)臂3長(zhǎng)度的增加，實(shí) 現(xiàn)大量稱的加速度線性校準(zhǔn)。3)本發(fā)明可獨(dú)自實(shí)現(xiàn)加速度記錄儀的校準(zhǔn)，不需使用標(biāo)準(zhǔn)加 速度記錄儀作為參考，故不易受標(biāo)準(zhǔn)加速度記錄儀性能影響，校準(zhǔn)結(jié)果穩(wěn)定。4)本發(fā)明由轉(zhuǎn) 動(dòng)裝置和電控裝置構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，實(shí)現(xiàn)方便，可在加速度校準(zhǔn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣闊應(yīng) 用。5)本發(fā)明的校準(zhǔn)方法簡(jiǎn)單易行，校準(zhǔn)的結(jié)果準(zhǔn)確，可以大規(guī)模推廣。
[0019] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為基于加速度傳感器的加速度記錄儀校準(zhǔn)裝置系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖。
[0021 ]圖2為基于加速度傳感器的加速度記錄儀校準(zhǔn)裝置的校準(zhǔn)方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本發(fā)明的一種基于加速度傳感器的加速度記錄儀校準(zhǔn)裝置利用轉(zhuǎn)速可調(diào)的轉(zhuǎn)動(dòng) 裝置產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡的徑向加速度，利用該加速度對(duì)固定于轉(zhuǎn)動(dòng)裝置中轉(zhuǎn)動(dòng)臂3末端的 加速度記錄儀采集的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)，減小甚至消除加速度記錄儀的系統(tǒng)誤差，提高 加速度記錄儀所記錄數(shù)據(jù)的精度，獲得更加精確的彈體加速度數(shù)據(jù)，為彈體運(yùn)行軌跡的測(cè) 量和處理奠定基礎(chǔ)。
[0023] 結(jié)合圖1，本發(fā)明的一種基于加速度傳感器的加速度記錄儀校準(zhǔn)裝置，包括轉(zhuǎn)動(dòng)臂 3、轉(zhuǎn)動(dòng)架2、基座1、高速電機(jī)11、中心控制模塊8、調(diào)速模塊9、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊10、編碼器12、測(cè) 速模塊13、顯示模塊6和手柄7;
[0024] 所述基座1的頂部設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)架2和轉(zhuǎn)動(dòng)臂3,基座1內(nèi)部設(shè)置高速電機(jī)11，其中高速 電機(jī)11的輸出軸通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)架2帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)臂3旋轉(zhuǎn)，高速電機(jī)11的輸出軸上裝有編碼器12,編 碼器12測(cè)量高速電機(jī)11的轉(zhuǎn)速同時(shí)將測(cè)量結(jié)果傳輸給與其相連的測(cè)速模塊13,測(cè)速模塊13 將測(cè)量結(jié)果傳輸給中心控制模塊8，中心控制模塊8同時(shí)通過(guò)調(diào)速模塊9控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 10工作，最終控制高速電機(jī)11的轉(zhuǎn)速；
[0025] 中心控制模塊8同時(shí)接收手柄7發(fā)送的控制信號(hào)，并將測(cè)速模塊13的測(cè)量結(jié)果通過(guò) 顯示模塊6進(jìn)行顯示。
[0026] 所述轉(zhuǎn)動(dòng)架2的端部與轉(zhuǎn)動(dòng)臂3的中心相連，轉(zhuǎn)動(dòng)臂3的一端固連加速度記錄儀4， 轉(zhuǎn)動(dòng)臂3的另一端設(shè)置配重物5,所述加速度記錄儀4與配重物5的重量相同。
[0027] 所述編碼器12為增量式編碼器或絕對(duì)式編碼器。
[0028] 所述顯示模塊6為L(zhǎng)ED顯示器、IXD顯示器或液晶顯示器。
[0029] 所述轉(zhuǎn)動(dòng)臂3為剛性材料制成的轉(zhuǎn)動(dòng)臂。
[0030] 結(jié)合圖2,本發(fā)明的一種基于加速度記錄儀校準(zhǔn)裝置的校準(zhǔn)方法，包括以下步驟：
[0031] 步驟1、將加速度記錄儀4固定于轉(zhuǎn)動(dòng)臂3的末端，并在轉(zhuǎn)動(dòng)臂3的另一端添加配重 物5,保持平衡，所述加速度記錄儀4與配重物5的重量相同；
[0032] 步驟2、啟動(dòng)加速度記錄儀4,并逐次提高電機(jī)轉(zhuǎn)速，利用轉(zhuǎn)動(dòng)引起的徑向離心力， 產(chǎn)生不同的徑向加速度，加速度記錄儀4實(shí)時(shí)記錄徑向加速度數(shù)據(jù)，并且保存；
[0033] 步驟3、根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，得出加速度記錄儀所在位置的理論加速度值;加速度記 錄儀所在位置的理論加速度值的計(jì)算公式為：
[0034] a= (2πη)2Γ
[0035] 式中，a即為加速度記錄儀所在位置的理論加速度值(m/s2) ;η為加速度記錄儀的 瞬時(shí)轉(zhuǎn)速，表示每秒鐘轉(zhuǎn)的圈數(shù);r為加速度記錄儀所在位置到轉(zhuǎn)動(dòng)臂[3]中心的距離(m)。
[0036] 步驟4、以步驟3得到的理論加速度值為標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)最小二乘法，對(duì)加速度記錄儀內(nèi) 的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，獲得校準(zhǔn)參數(shù)；
[0037] 根據(jù)最小二乘法，對(duì)加速度記錄儀內(nèi)的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，獲得校準(zhǔn)參數(shù)的公 式為：
[0038]
[0039] b a - Kal
[0040] 式中，a即為加速度記錄儀所在位置的理論加速度值(m/s2) ;ai校準(zhǔn)時(shí)刻加速度記 錄儀采集的加速度值(m/s2) ;k和b分別為獲得的校準(zhǔn)參數(shù)。
[0041] 步驟5、利用步驟4得到的校準(zhǔn)參數(shù)對(duì)加速度記錄儀進(jìn)行校準(zhǔn)。利用校準(zhǔn)參數(shù)對(duì)加 速度記錄儀進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，所用公式為：
[0042] a2 = ka'i+b
[0043] 式中，a'i為使用時(shí)刻加速度記錄儀采集的加速度值，a2為校準(zhǔn)后的加速度記錄儀 記錄的加速度值(m/s 2)。
[0044] 本發(fā)明的校準(zhǔn)方法簡(jiǎn)單易行，校準(zhǔn)的結(jié)果準(zhǔn)確，可以大規(guī)模推廣。
[0045]校準(zhǔn)原理如下：由牛頓力學(xué)定律知，繞某點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的物體存在離心力，離心力方向與 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方向垂直，大小為：
[0046]
[0047]式中，F(xiàn)為勻速轉(zhuǎn)動(dòng)物體所受的離心力，N;m為勻速轉(zhuǎn)動(dòng)物體的質(zhì)量，kg; V為旋轉(zhuǎn)物 體切向的瞬時(shí)速度，m/s ;r為旋轉(zhuǎn)軌跡的圓心到旋轉(zhuǎn)物體的距離，m。
[0048] 又知物體所受加速度為：
[0049]
[0050]式中，a為物體的加速度，m/s2;F為物體所受的力，N;m為物體的質(zhì)量kg。
[0051] 故可得離心力產(chǎn)生的加速度為
[0052]
[0053] 式中，a為離心力產(chǎn)生的加速度，m/s2; V為旋轉(zhuǎn)物體切向的瞬時(shí)速度，m/s，r為旋轉(zhuǎn) 軌跡的圓心到旋轉(zhuǎn)物體的距離，m。
[0054] 又知旋轉(zhuǎn)物體切向的瞬時(shí)速度為
[0055] V = ω r = 2 Jinr
[0056] 式中，V為旋轉(zhuǎn)物體切向的瞬時(shí)速度，m/s，co為旋轉(zhuǎn)物體的瞬時(shí)角速度，rad/S;r為 旋轉(zhuǎn)軌跡的圓心到旋轉(zhuǎn)物體的距離，m;n為旋轉(zhuǎn)物體的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速，表示物體每秒鐘轉(zhuǎn)的圈 數(shù)。
[0057]綜上可得，離心力產(chǎn)生的加速度為
[0058] a= (2πη)2Γ
[0059] 式中，a即為所求的離心力產(chǎn)生的加速度;η為旋轉(zhuǎn)物體的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速，表示物體每秒 鐘轉(zhuǎn)的圈數(shù);r為旋轉(zhuǎn)軌跡的圓心到旋轉(zhuǎn)物體的距離，m。
[0060] 運(yùn)用此關(guān)系式，只需獲得物體的轉(zhuǎn)速η和到圓心的距離r即可方便測(cè)出離心力加速 度的大小。
[0061 ]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0062] 實(shí)施例
[0063] -種基于加速度記錄儀校準(zhǔn)裝置的校準(zhǔn)方法，包括以下步驟：
[0064] 步驟1、將加速度記錄儀4固定于轉(zhuǎn)動(dòng)臂3的末端，并在轉(zhuǎn)動(dòng)臂3的另一端添加配重 物5,保持平衡，所述加速度記錄儀4與配重物5的重量相同。本次使用過(guò)程中，加速度記錄儀 4到轉(zhuǎn)動(dòng)臂3中心的距離r為Im。
[0065] 步驟2、啟動(dòng)加速度記錄儀4,并逐次提高電機(jī)轉(zhuǎn)速，利用轉(zhuǎn)動(dòng)引起的徑向離心力， 產(chǎn)生不同的徑向加速度，加速度記錄儀4實(shí)時(shí)記錄徑向加速度數(shù)據(jù)，并且保存。本次使用過(guò) 程中，選擇的電機(jī)轉(zhuǎn)速依次為:1轉(zhuǎn)每秒、2轉(zhuǎn)每秒、3轉(zhuǎn)每秒、4轉(zhuǎn)每秒、5轉(zhuǎn)每秒。
[0066] 步驟3、根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，由權(quán)利要求7中所述的加速度記錄儀所在位置的理論加 速度值的計(jì)算公式得出加速度記錄儀所在位置的理論加速度值。由步驟2可得本次使用過(guò) 程中的理論加速度值依次為:39 · 5、157 · 9、355 · 3、631 · 7、987 · O，(m/s2)。
[0067] 步驟4、讀取加速度記錄儀中記錄的實(shí)測(cè)加速度數(shù)據(jù)。本次使用過(guò)程中的實(shí)測(cè)加速 度數(shù)據(jù)依次為:35.6、145.5、326.7、570.2、902.9，(m/s 2)。
[0068] 步驟5、以步驟3得到的理論加速度值為標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)權(quán)利要求8所述的校準(zhǔn)參數(shù)的公 式，計(jì)算校準(zhǔn)參數(shù)。本次使用過(guò)程中的加速度校準(zhǔn)參數(shù)分別為:k=1.097，b = -0.163。
[0069] 步驟6、利用步驟5得到的校準(zhǔn)參數(shù)對(duì)加速度記錄儀進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0070] 校準(zhǔn)前的數(shù)據(jù)為：35 · 8、145 · 5、326 · 2、572 · 1、902 · 5，（m/s2)。
[0071 ]校準(zhǔn)后的數(shù)據(jù)為：39 · 1、159 · 4、357 · 6、626 · 2、989 · 8，（m/s2)。
[0072]理論的數(shù)據(jù)為：39 · 5、157 · 9、355 · 3、631 · 7、987 · 0，（m/s2)。
[0073]由校準(zhǔn)結(jié)果可知，校準(zhǔn)后的最大系統(tǒng)偏差從84.5(m/s2)降低至5.5(m/s2)，且當(dāng)加 速度為39.5(m/s2)時(shí)，系統(tǒng)偏差甚至降低至0.4(m/s2)，校準(zhǔn)效果明顯。本發(fā)明的校準(zhǔn)方法簡(jiǎn) 單易行，校準(zhǔn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，可以大規(guī)模推廣。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于加速度傳感器的加速度記錄儀校準(zhǔn)裝置，其特征在于，包括轉(zhuǎn)動(dòng)臂[3 ]、轉(zhuǎn) 動(dòng)架[2]、基座[1]、高速電機(jī)[11]、中屯、控制模塊[引、調(diào)速模塊[9]、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊[10]、編 碼器[12]、測(cè)速模塊[13]、顯示模塊[6]和手柄[7]; 所述基座[1]的頂部設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)架[2]和轉(zhuǎn)動(dòng)臂[3]，基座[1]內(nèi)部設(shè)置高速電機(jī)[11]，其 中高速電機(jī)[11]的輸出軸通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)架[2]帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)臂[3]旋轉(zhuǎn)，高速電機(jī)[11]的輸出軸上裝 有編碼器[12]，編碼器[12]測(cè)量高速電機(jī)[11]的轉(zhuǎn)速同時(shí)將測(cè)量結(jié)果傳輸給與其相連的測(cè) 速模塊[13]，測(cè)速模塊[13]將測(cè)量結(jié)果傳輸給中屯、控制模塊[引，中屯、控制模塊[引同時(shí)通 過(guò)調(diào)速模塊[9]控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊[10]工作，最終控制高速電機(jī)[11]的轉(zhuǎn)速； 中屯、控制模塊[引同時(shí)接收手柄[7]發(fā)送的控制信號(hào)，并將測(cè)速模塊[13]的測(cè)量結(jié)果通 過(guò)顯示模塊[6]進(jìn)行顯示。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于加速度傳感器的加速度記錄儀校準(zhǔn)裝置，其特征在于，轉(zhuǎn) 動(dòng)架[2]的端部與轉(zhuǎn)動(dòng)臂[3]的中屯、相連，轉(zhuǎn)動(dòng)臂[3]的一端固連加速度記錄儀[4]，轉(zhuǎn)動(dòng)臂 [3]的另一端設(shè)置配重物[5]，所述加速度記錄儀[4]與配重物[引的重量相同。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于加速度傳感器的加速度記錄儀校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所 述編碼器[12]為增量式編碼器或絕對(duì)式編碼器。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于加速度傳感器的加速度記錄儀校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所 述顯示模塊[6]為L(zhǎng)邸顯示器、LCD顯示器或液晶顯示器。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于加速度傳感器的加速度記錄儀校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所 述轉(zhuǎn)動(dòng)臂[3]為剛性材料制成的轉(zhuǎn)動(dòng)臂。6. -種基于權(quán)利要求1所述基于加速度傳感器的加速度記錄儀校準(zhǔn)裝置的校準(zhǔn)方法， 其特征在于，包括W下步驟： 步驟1、將加速度記錄儀[4]固定于轉(zhuǎn)動(dòng)臂[3]的末端，并在轉(zhuǎn)動(dòng)臂[3]的另一端添加配 重物[5]，保持平衡，所述加速度記錄儀[4]與配重物[引的重量相同； 步驟2、啟動(dòng)加速度記錄儀[4]，并逐次提高電機(jī)轉(zhuǎn)速，利用轉(zhuǎn)動(dòng)引起的徑向離屯、力，產(chǎn) 生不同的徑向加速度，加速度記錄儀[4]實(shí)時(shí)記錄徑向加速度數(shù)據(jù)，并且保存； 步驟3、根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，得出加速度記錄儀所在位置的理論加速度值； 步驟4、W步驟3得到的理論加速度值為標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)最小二乘法，對(duì)加速度記錄儀內(nèi)的加 速度數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，獲得校準(zhǔn)參數(shù)； 步驟5、利用步驟4得到的校準(zhǔn)參數(shù)對(duì)加速度記錄儀進(jìn)行校準(zhǔn)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，步驟3中加速度記錄儀所在位置的理 論加速度值的計(jì)算公式為： 曰=(23Tn)2r 式中，a即為加速度記錄儀所在位置的理論加速度值(m/s2) ;n為加速度記錄儀的瞬時(shí)轉(zhuǎn) 速，表示每秒鐘轉(zhuǎn)的圈數(shù);r為加速度記錄儀所在位置到轉(zhuǎn)動(dòng)臂[3]中屯、的距離(m)。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，步驟4中根據(jù)最小二乘法，對(duì)加速度記 錄儀內(nèi)的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，獲得校準(zhǔn)參數(shù)的公式為：式中，a即為加速度記錄儀所在位置的理論加速度值(m/s2)巧1校準(zhǔn)時(shí)刻加速度記錄儀 采集的加速度值(m/s2) ;k和b分別為獲得的校準(zhǔn)參數(shù)。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，步驟5中利用校準(zhǔn)參數(shù)對(duì)加速度記錄 儀進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，所用公式為： 日2 = ka 'i+b 式中，a'l為使用時(shí)刻加速度記錄儀采集的加速度值，日2為校準(zhǔn)后的加速度記錄儀記錄 的加速度值(m/s2)。
【文檔編號(hào)】G01P21/00GK105938149SQ201610475863
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日
【發(fā)明人】彭樹(shù)生, 李冬, 王雷, 吳禮, 徐峰
【申請(qǐng)人】南京理工大學(xué)