1.係統介紹與(yǔ)應(yīng)用(yòng)

在(zài)設(shè)計(jì)傳感器或使(shǐ)用(yòng)傳(chuán)感器時，傳感器(qì)的(dí)頻響特性和(hé)靈敏度(dù)是相(xiāng)當重要的技術指(zhǐ)標
。WS-5937中(zhōng)高(gāo)頻傳感器標定係(xì)統(tǒng)是(shì)專(zhuān)為(wéi)標定速度(dù)
，加(jiā)速度傳感器(qì)的頻響(xiǎng)特性曲綫和靈(líng)敏(mǐn)度而設(shè)計的(dí)，用該係統能(néng)對(duì)“傳(chuán)感器頻響特性(xìng)曲(qū)綫標定"實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自(zì)動閉環控(kòng)製(zhì)，測量標準傳感(gǎn)器(qì)和(hé)被標(biāo)定傳感器的(dí)頻(pín)率幅(fú)值(zhí)，計算被(bèi)標定傳感器的頻率響(xiǎng)應和靈敏度，根(gēn)據(jù)用戶(hù)要(yào)求完(wán)成頻(pín)響特性曲綫的標定
。

該係統可(kě)應(yīng)用於(yú)計量研究院(yuàn)所(suǒ)
，振動科研實驗室(shì)
，傳感器(qì)研究(jiū)和生(shēng)產單位(wèi)等(děng)
。

應(yīng)用專有(yǒu)技(jì)術，該係統(tǒng)亦可標定(dìng)速度傳感器(qì)（檢(jiǎn)波(bō)器）的靈(líng)敏(mǐn)度(dù)和頻響(xiǎng)曲綫(xiàn)，這(zhè)種速度(dù)傳感(gǎn)器(qì)廣(guǎng)泛應用(yòng)於石油(yóu)物探(tàn)
，廠(chǎng)礦(kuàng)機(jī)械振(zhèn)動監(jiān)測(cè)等領域
。

2.係統組成

2.1 WS-5937標(biāo)定(dìng)控(kòng)製(zhì)儀1台(tái)
；

2.2 WS-PA-10功(gōng)率放(fàng)大器1台
；

2.3 中高(gāo)頻(pín)激振(zhèn)器BK-4810
；

2.4 傳(chuán)感器標定軟(ruǎn)件(jiàn)Vib’SIN 1套(tào)
；

2.5 標(biāo)準(zhǔn)傳感器1隻(zhī)
；

2.6 計(jì)算機1台（可自備）
；

3.軟(ruǎn)件界(jiè)麵(miàn)

4.係統(tǒng)組成(chéng)邏輯框(kuàng)圖

5.功能

5.1 按用(yòng)戶(hù)自(zì)定(dìng)義掃(sǎo)頻點和幅(fú)值掃頻(pín)
；

5.2 軟(ruǎn)件自(zì)動(dòng)生成(chéng)掃(sǎo)描(miáo)曲(qū)綫(xiàn)，等頻(pín)率間隔(gé)
，等(děng)幅(fú)值掃描
；

5.3 幅(fú)值(zhí)誤差(chà)自(zì)動控(kòng)製(zhì)
；

5.4 自(zì)動(dòng)生(shēng)成頻(pín)響特性曲(qū)綫(xiàn)數據(伏頻
，相頻)
；

5.5 頻(pín)響(xiǎng)特性曲(qū)綫(xiàn)繪圖(tú)（綫性(xìng)
，對(duì)數）
；

5.6 程(chéng)控信(xìn)號(hào)發生器(qì)，波形選擇(zé)：正弦波(bō)，單(dān)頻信(xìn)號輸出，信號(hào)掃頻，頻率駐留
；

5.7 在(zài)綫幫助(zhù)
；

6.技術指(zhǐ)標

6.1 WS-5937標(biāo)定控製儀

6.1.1數(shù)據(jù)采集和(hé)控(kòng)製(zhì)信(xìn)號：

1）計算機(jī)USB接口(kǒu)控(kòng)製
，采集
；

2）數據(jù)采(cǎi)集頻(pín)率500kHz
；

3）16位(wèi)4路數(shù)據采集(jí)，輸入(rù)範(fàn)圍(wéi)±10V
；

4）1路(lù)16位(wèi)D/A數模(mó)轉換信號(hào)輸(shū)出通(tōng)道
；

5）控製(zhì)信號(hào)輸(shū)出幅值±10V，幅值(zhí)分辨率(shuài)16位，幅值控製精度0.1％FS
；

6）控製掃頻頻率(shuài)範(fàn)圍10Hz~50kHz，頻(pín)率(shuài)分辨率(shuài)28位(wèi)，頻率控製精(jīng)度0. 1Hz
；              

7）供(gōng)電電(diàn)壓(yā)：100V~240V(AC)
；

8）尺寸(cùn)：寬(kuān)365×高70×深365mm
；

6.1.2電荷(hé)放大(dà)器(qì)：

1) OLED顯(xiǎn)示參數
；

2) 一(yī)個(gè)編碼器(qì)鍵(jiàn)設置(zhì)所(suǒ)有電荷放大器參(cān)數
；

3) 通道(dào)數(shù)：2通道
；

4) 輸入範(fàn)圍：±100000pC
；                      

5) 增益：5檔
；

6) 歸一化：0.1~999
；        

7) 精(jīng)度(dù)：加(jiā)速(sù)度: ≤±0.5％
；

速度: ≤±0.5％
；

位(wèi)移: ≤±2.0％
；

8) 頻(pín)率(shuài)範圍：加速度(dù): 0.3Hz~50kHz
；

速(sù)度(dù): 1.0Hz~10kHz
；

位移(yí): 1.0Hz~1kHz
；

9) 低通濾波器(qì)：① 濾(lǜ)波方(fāng)式(shì)：程(chéng)控8階(jiē)連續濾波
；

② 程控低(dī)通(tōng)濾波頻(pín)率(shuài)：1Hz~50kHz（任意設定(dìng)）

③ 濾波器阻帶(dài)衰(shuāi)減：-80dB/Oct
；

10) 輸(shū)出(chū)電壓(yā)：±10V

11) 過載(zǎi)指(zhǐ)示：輸(shū)入(rù)電壓(yā)超過±9.8V時LED指(zhǐ)示(shì)燈亮(liàng)
；

12) 輸(shū)出噪聲(shēng)：≤5×10-3pC(最(zuì)高(gāo)增益(yì)折合(hé)到輸入(rù)端)

13) 輸入(rù)阻抗：1012Ω

14) 輸(shū)出(chū)電阻(zǔ)：<1Ω

15) 輸出(chū)電流(liú)：15mA

16) 工作溫(wēn)度(dù)
，濕度(dù)：-10~50℃
，<85％RH（無凝）

6.1.3 IEPE適配器

1 ) OLED顯示(shì)參(cān)數(shù)
；

2 ) 一個編碼(mǎ)器鍵設置(zhì)所(suǒ)有IEPE放(fàng)大(dà)器參數(shù)
；

3 ) 通道(dào)數(shù)：2通(tōng)道
；

4）電壓(yā)輸(shū)入(rù)範圍：±5V
；

5）增(zēng)益(yì)：5檔(dàng)
；

6）精度：加速度: ≤±0.5%，

速度: ≤±0.5%，

位(wèi)移: ≤±2
；

7）頻率範圍(wéi)：加速(sù)度(dù): 0.1Hz~50kHz，

速度：1Hz~10kHz，

位(wèi)移(yí): 1Hz1kHz
；

8）低通濾(lǜ)波(bō)器：濾波(bō)方式：程控8階(jiē)連續濾波，

程控(kòng)低(dī)通濾(lǜ)波(bō)頻率：1Hz50kHz（任(rèn)意設(shè)定(dìng)），

濾(lǜ)波器(qì)阻帶衰減(jiǎn)：-80dB/Oct
；

9）過(guò)載(zǎi)指(zhǐ)示：輸入電(diàn)壓超(chāo)過±9.8V時LED指(zhǐ)示(shì)燈亮(liàng)
；

10）信噪比：＞50dB
；

11）噪聲≤5mVrms
；

13）輸出電阻：＜1Ω
；

14）輸(shū)出電流(liú)：15mA
；

15）工作(zuò)溫度：-10~50℃
；

6.2 WS-PA-10功(gōng)率(shuài)放(fàng)大器(qì)

1) 輸出(chū)功(gōng)率：10W
；                          

2) 最(zuì)大輸出電流(liú)：2A
；

3) 最(zuì)大輸(shū)出電壓(yā)：±10V
；        

4) 頻(pín)率範(fàn)圍(wéi)：DC~20kHz
；

5) 輸出(chū)阻抗(kàng)：1Ω
；

6) 失真度(dù)：<2％
；

7) 噪(zào)聲(shēng)：<5mV
；

6.3中高頻(pín)激振器 BK-4810

製 造 商：丹麥(mài)B&K
；                      

1）工作(zuò)頻率(shuài)：30~18KHz
；                                

2）限(xiàn) 電(diàn) 流：1.8A
；

3）最大(dà)載(zǎi)荷：56g
；                                                                        

6.4標(biāo)準加(jiā)速(sù)度傳(chuán)感(gǎn)器指標（選配）

型(xíng)號(hào)：BK-4374（選配(pèi)）

製(zhì) 造 商(shāng)：丹(dān)麥B&K
；

符(fú)合(hé)標(biāo)準：ISO 5347
；

靈 敏 度：1.28pC/g
；

工作頻率：1~26000Hz
；

諧(xié)振頻率(shuài)：67kHz
；

最大測(cè)量(liáng)：5000g
；            

重(zhòng)量：0.75g
；

工作(zuò)溫度(dù)：-74℃~250℃
；                      

應用：用於標定(dìng)傳感器(qì)的靈敏(mǐn)度(dù)標定
；      

說(shuō)明：由於BK-4374價格(gé)比較高(gāo)，可(kě)以選購其(qí)它(tā)品牌(pái)或(huò)國(guó)產價(jià)格適當(dāng)加(jiā)速(sù)度傳感(gǎn)器(qì)，然(rán)後定(dìng)期(qī)到(dào)計量檢測(cè)單位(wèi)標定後用(yòng)於(yú)傳感器標(biāo)定亦可(kě)
。

7.定貨型(xíng)號

8.振動台(tái)BK-4810自(zì)身頻(pín)響(xiǎng)曲(qū)綫

振動台BK-4810頻響曲綫（30~25000Hz）, 載荷(hé)5.3g

振動台BK-4810頻響(xiǎng)曲綫(xiàn)（30~15000Hz）, 載荷21g

振動台(tái)BK-4810頻響(xiǎng)曲綫(xiàn)（30~10000Hz）, 載(zǎi)荷(hé)56g

9.傳感器頻響特性曲(qū)綫示例

9.1 示例1：某(mǒu)加(jiā)速度傳(chuán)感器頻響(xiǎng)和相(xiāng)位曲綫(xiàn)

加(jiā)速度傳(chuán)感器頻響和(hé)相位曲(qū)綫(xiàn)30-5000Hz

9.2 示例2：某(mǒu)加(jiā)速(sù)度傳(chuán)感器頻響(xiǎng)和相位曲綫(xiàn)

加速度傳感(gǎn)器頻響(xiǎng)和相(xiāng)位(wèi)曲綫(xiàn)30-10000Hz

10.中(zhōng)頻(pín)標定傳感(gǎn)器(qì)頻(pín)響(xiǎng)特(tè)性曲綫示例

加速度(dù)傳感器(qì)頻(pín)響標(biāo)定曲綫(xiàn)(標(biāo)定(dìng)頻響(xiǎng)100~5000Hz)，測出其共振(zhèn)峰(fēng)在(zài)3.5kHz

11.標(biāo)定問題：該係統(tǒng)是否(fǒu)準(zhǔn)確呢(ní)？

不論(lùn)標(biāo)定(dìng)係統采用的功(gōng)率(shuài)放(fàng)大器和(hé)激振(zhèn)器是國產或進口儀器設備，係(xì)統始終存在著非(fēi)綫性(xìng)，但傳(chuán)感器標(biāo)定(dìng)采(cǎi)用的是比對法(fǎ)（通(tōng)常(cháng)稱(chēng)為(wéi)“背(bèi)靠(kào)背(bèi)法"），標(biāo)定以標(biāo)準傳感器(qì)為基準(zhǔn)來(lái)標(biāo)定其(qí)它傳感(gǎn)器，本係統(tǒng)推(tuī)薦(jiàn)使用丹麥B&K公司的2隻標準(zhǔn)傳(chuán)感器，B&K-4374S主要用於標(biāo)定傳感器(qì)的頻(pín)響(xiǎng)曲綫(xiàn)，而(ér)B&K-8305主要用(yòng)於標定傳感器的靈(líng)敏度和(hé)低頻傳感器(qì)的(dí)頻(pín)響(xiǎng)曲(qū)綫(xiàn)，目前(qián)國內計量部(bù)門基本采(cǎi)用丹麥B&K-8305來做為標(biāo)準傳感(gǎn)器(qì)，丹麥B&K-8305傳感(gǎn)器采用(yòng)激光(guāng)絕(jué)對(duì)法(fǎ)校準，滿足國際(jì)標(biāo)準(zhǔn)ISO 16063-11 (以前(qián)的(dí)ISO 5347) 的(dí)要(yào)求
。

12.加(jiā)速度
，速度
，位移(yí)三聯譜

從(cóng)加速(sù)度(dù)
，速(sù)度(dù)
，位(wèi)移三(sān)聯(lián)譜可查(chá)出他們(mén)3個量(liáng)值在某頻率（Hz）下的對(duì)應關(guān)係
。從圖中能看出，在(zài)低頻時，位移量比較大
；在(zài)高(gāo)頻時(shí)，位移很小(xiǎo)
。

圖(tú)中(zhōng)單位
，顏(yán)色：桔色(sè)加(jiā)速度Acceleration（m/s2），黑色速度(dù)Velocity（mm/s），藍色(sè)位移(yí)Displacement（mm），黑色頻(pín)率Frequency（Hz）
。