背景:在工業(yè)上廣泛應(yīng)用的加速度、速度、位移傳感器以及測振儀的標(biāo)定過程中, 所用到的最核心設(shè)備就是標(biāo)準(zhǔn)振動臺。標(biāo)定系統(tǒng)的誤差來源于標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)振動臺。理想的振動標(biāo)準(zhǔn)臺應(yīng)該產(chǎn)生沿軸向的單自由度的正弦振動,不允許出現(xiàn)其他方向的運動,如橫向運動(包括轉(zhuǎn)動和搖晃等)。用撓性彈簧, 如金屬/玻璃鋼做振動臺動圈支撐彈簧在工作頻率內(nèi)存在各種共振模態(tài), 而引起動圈產(chǎn)生橫向、扭轉(zhuǎn)或搖擺等不必要的振動。假設(shè)標(biāo)定一只具有5%橫向靈敏度的加速度傳感器,在某一個標(biāo)定頻率下所使用的的標(biāo)準(zhǔn)振動臺橫向振動是99%,那么項誤差就會給整個系統(tǒng)帶入1×0.05=5%的誤差。此外,波形失真和電磁干擾等因素都會影響振動傳感器的標(biāo)定精度。
相比于傳統(tǒng)撓性簧片結(jié)構(gòu)的電動振動臺,空氣軸承標(biāo)準(zhǔn)臺,因為采用空氣軸承作為導(dǎo)向裝置,具有更小的橫向擾動和失真度,從而能在寬頻范圍內(nèi)提供單自由度的正弦振動,減少了橫向擾動和失真度誤差的引入,極大地提高了傳感器標(biāo)定的精度。
VE-4210
杭州億恒科技是目前國內(nèi),采用空氣軸承技術(shù)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)中頻臺的企業(yè)。例如所研發(fā)的新產(chǎn)品VE-4210 100N標(biāo)準(zhǔn)振動臺,橫向振動比和諧波失真都很小,能產(chǎn)生10kgf的額定正弦峰值推力,工作頻率范圍是5-10,000Hz。它的作用是把輸入的電能轉(zhuǎn)變成輸出的機械能,所以它實際上是一臺寬頻帶的力變換器。
VE-4210 100N標(biāo)準(zhǔn)振動臺,具有的產(chǎn)品特點如下:
1.采用了高精密空氣軸承作為導(dǎo)向裝置,導(dǎo)向精度高、橫向 失真小、無污染。與傳統(tǒng)的機械支撐導(dǎo)向結(jié)構(gòu)相比,空氣軸承導(dǎo)向機構(gòu)具有的優(yōu)勢,能極大的降低橫向失真度;在保證中頻振動臺空氣氣源與工作場合清潔的前提下,空氣軸承的使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的機械支撐導(dǎo)向結(jié)構(gòu),維護成本低。
2.采用永磁磁路結(jié)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的勵磁磁路結(jié)構(gòu),永磁鐵剩磁高、溫度系數(shù)低、穩(wěn)定性好,與傳統(tǒng)勵磁磁路相比,磁場的穩(wěn)定性更高、無需進(jìn)行強制風(fēng)冷、工作噪音,由于無需進(jìn)行強制散熱,系統(tǒng)的總功率也相應(yīng)降低。
依據(jù)JJG298-2015《標(biāo)準(zhǔn)振動臺計量檢定規(guī)程》和ISO16063-21-2003《振動與沖擊傳感器校準(zhǔn)方法第21部分:振動比較法校準(zhǔn)》,要求標(biāo)準(zhǔn)振動臺的橫向振動比≤10%(f≤1kHz),≤30%(f>1kHz);諧波失真度≤5%(f>20Hz),≤10%(f≤20Hz)。VE-4210 100N標(biāo)準(zhǔn)振動臺橫向振動比,如下圖所示:
圖一 VE-4210 100N標(biāo)準(zhǔn)振動臺橫向振動比
VE-4210 100N標(biāo)準(zhǔn)振動臺采用空氣軸承技術(shù),極大地降低了橫向振動比和諧波失真度,經(jīng)航空工業(yè)北京長城計量測試技術(shù)研究所計量檢定,5-10,000Hz全頻段符合ISO規(guī)定指標(biāo)。