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3 传感器灵敏度校准
3.1 校准原理与过程
被校加速度计粘接在校准杆尾部,如图2所示。由压缩空气发射一圆柱状子弹,产生冲击加速度,同时作用于光栅和被校加速度传感器,所测得的信号经信号适调仪后被数字示波器采集记录。差动激光干涉仪产生具有多普勒效应的调频信号,该信号被数字示波器采集记录,最后解调其频率。
取1号传感器灵敏度为Sa=0.69μV/g进行试验,当子弹打击速度为4.962 2m/s时,在杆中产生应力波,在距激励端面几倍棒直径远处,应力波的波振面变成平面波。虽然纵向应力也会影响横向应变,但这种横向运动很微小,所以实验中只需测定纵向加速度量来校准其灵敏度。实验过程中差动激光干涉仪记录的多普勒波形如图3a所示。
3.2 校准的数据处理
图3a中采样频率为100 MHz。通过实验数据处理求其加速度。冲击速度为:
式中,λ为激光波长,△fi为多普勒数据频率序列。
式中,ωi为数字角频率序列,△t为间隔的时间。
式中,p,q分别为二衍射光波的衍射级数,d为光栅栅距。由于加速度是速度的微分,即可得加速度为4 267.8 g,如图3b所示。图3c为压阻式传感器加速度计所采集的信号,经实验数据处理分析得所测加速度为4417.8g。