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超低频传感器标定系统

简要描述:在设计传感器或使用传感器时,传感器的频响特性和灵敏度是相当重要的技术指标。WS-5937超低频传感器标定系统是专为标定低频速度、加速度传感器的频响特性曲线和灵敏度而设计的,用该系统能对“传感器频响特性曲线标定"实现计算机自动闭环控制,测量标准传感器和被标定传感器的频率幅值,计算被标定传感器的频率响应和灵敏度,根据用户要求完成频响特性曲线的标定。

  • 产品型号:WS-5937
  • 厂商性质:生产厂家
  • 更新时间:2021-12-01
  • 访  问  量:186

详细介绍

品牌自营品牌产地类别国产
应用领域化工,石油,地矿,能源,交通

WS-5937超低频传感器标定系统

1.系统介绍与应用

在设计传感器或使用传感器时,传感器的频响特性和灵敏度是相当重要的技术指标。WS-5937低频传感器标定系统是专为标定低频速度、加速度传感器的频响特性曲线和灵敏度而设计的,用该系统能对“传感器频响特性曲线标定"实现计算机自动闭环控制,测量标准传感器和被标定传感器的频率幅值,计算被标定传感器的频率响应和灵敏度,根据用户要求完成频响特性曲线的标定。

该系统可应用于计量研究院所、振动科研实验室、传感器研究和生产单位等。

应用专有技术,该系统亦可标定超低频速度传感器(检波器)的灵敏度和频响曲线,这种速度传感器广泛应用于石油物探、厂矿机械振动监测等领域。

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2.系统组成

2.1 WS-5937标定控制仪1台;

2.2 WS-PA-30DWS-PA-50D低频功率放大器1台;

2.3 低频激振器JZ-20D 1台 或JZ-50D 1台;

2.4 传感器标定软件Vib’SIN 1套;

2.5 标准传感器1只;

2.6 计算机1台(可自备);

3.软件界面

标定01B.jpg

4.系统组成逻辑框图

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5.功能

5.1 按用户自定义扫频点和幅值扫频;

5.2 软件自动生成扫描曲线,等频率间隔、等幅值扫描;

5.3 幅值误差自动控制;

5.4 自动生成频响特性曲线数据(伏频、相频);

5.5 频响特性曲线绘图(线性、对数);

5.6 程控信号发生器,波形选择:正弦波,单频信号输出,信号扫频,频率驻留;

5.7 在线帮助;

6.技术指标

6.1 WS-5937标定控制仪

6.1.1数据采集和控制信号:

1)计算机USB接口控制、采集;

2)数据采集频率60kHz/通道;

3244路数据采集,输入范围±5V

4116D/A数模转换信号输出通道;

5)控制信号输出幅值±10V,幅值分辨率16位,幅值控制精度0.1FS

6) 控制扫频频率范围0.1Hz~500Hz,频率分辨率28位,频率控制精度0.01Hz              

7)供电电压:100V~240V(AC)

8)尺寸:宽365×高70×深365mm

标定03.jpg


6.1.2电荷放大器:

1) OLED显示参数;

2) 一个编码器键设置所有电荷放大器参数;

3) 通道数:2通道;

4) 输入范围:±100000pC                      

5) 增益:5档;

6) 归一化:0.1~999        

7) 精度:加速度: ≤±0.5%;

速度: ≤±0.5%;637739488681709657722.jpg

位移: ≤±2.0%;

8) 频率范围:加速度: 0.3Hz~50kHz

速度: 1.0Hz~10kHz

位移: 1.0Hz~1kHz

9) 低通滤波器:① 滤波方式:程控8阶连续滤波;

② 程控低通滤波频率:1Hz~50kHz(任意设定)

③ 滤波器阻带衰减:-80dB/Oct

10) 输出电压:±10V

11) 过载指示:输入电压超过±9.8VLED指示灯亮;

12) 输出噪声:≤5×10-3pC(最高增益折合到输入端)

13) 输入阻抗:1012Ω

14) 输出电阻:<1Ω

15) 输出电流:15mA

16) 工作温度、湿度:-10~50℃、<85RH(无凝)

6.1.3 IEPE适配器

1 ) OLED显示参数;

2 ) 一个编码器键设置所有IEPE放大器参数;

3 ) 通道数:2通道;

4)电压输入范围:±5V

5)增益:5档;

6)精度:加速度: ≤±0.5%

速度: ≤±0.5%

位移: ≤±2

7)频率范围:加速度: 0.1Hz~50kHz

速度:1Hz~10kHz

位移: 1Hz1kHz

8)低通滤波器:滤波方式:程控8阶连续滤波,

程控低通滤波频率:1Hz50kHz(任意设定),

滤波器阻带衰减:-80dB/Oct

9)过载指示:输入电压超过±9.8VLED指示灯亮;

10)信噪比:>50dB

11)噪声≤5mVrms

12)非线性误差:<0.5%

13)输出电阻:<1Ω;

14)输出电流:15mA

15)工作温度:-10~50℃;

6.2 WS-PA-30D功率放大器

1) 输出功率:30W                          

2) 最大输出电流:3A

3) 最大输出电压:±10V        

4) 频率范围:DC~5kHz

5) 输出阻抗:1Ω;

6) 失真度:<2%;

7) 噪声:<5mV

6.3低频激振器     637707571022117932573.jpg                  

6.2.1 JZ-20D超低频激振器基本技术指标(选择1)

1)工作频率:0.1~500Hz

2)最大位移:±10mm

3)最大电流:10A

4)荷   载:1000g                                                                        

6.2.2 JZ-50D超低频激振器基本技术指标(选择2        

1)工作频率:0.1~500Hz

2)最大位移:±10mm

3)最大电流:10A

4)荷   载:3000g

6.4标准加速度传感器指标(选配)

6.3.1型号:BK-8305(选配)

制 造 商:丹麦B&K标定07.jpg

符合标准:ISO 5347

灵 敏 度:1.25pC/g

工作频率:1~5000Hz

谐振频率:35kHz

最大测量:1000g

重量:45g

工作温度:-74~250℃;                      

应用:用于标定传感器的灵敏度标定;      

说明:由于BK-8305价格比较高,可以选购其它品牌或国产价格适当加速度传感器,然后定期到计量检测单位标定后用于传感器标定亦可。

6.3.2型号:WS107

制 造 商:北京波谱公司;

灵 敏 度:5.5pC/ms-2

工作频率:0.5~5000Hz

谐振频率:25kHz

最大测量:3000g

   量:30g

工作温度:-20~50℃;                

  用:用于标定传感器的灵敏度标定        

6.5激光位移传感器指标(选配)

  号:LK-H050+LK-G5001V激光位移传感器.jpg

制 造 商:基恩士;

参考距离:50mm

测试范围:±10mm

线 性 度:±0.02%F.S

重复精度:0.025μm*3

环境温度:0~50℃;

采样周期:2.55/5/10/20/50/100/200/500/1000μs(可选择9种级别)            

  用:用于低频传感器的灵敏度标定(频率0-10Hz

7.定货型号

序号

名称

型号

周期

备注

1

超低频传感器标定系统(0.1~500Hz)

WS-5937-JZ20D

2-4

标配,含1只标准加速度传感器

2

超低频传感器标定系统(0.1~500Hz)

WS-5937-JZ50D

2-4

标配,含1只标准加速度传感器

注:超低频传感器标定选择激光位移传感器作为标准传感器最好(选配项)

8.低频振动台JZ-20D和JZ-50D自身频响曲线

低频振动台JZ-20D频响曲线.jpg

低频振动台JZ-20D频响曲线(1~500Hz

低频振动台JZ-50D频响曲线.jpg

低频振动台JZ-50D频响曲线(0.1~100Hz)

9.传感器频响特性曲线示例

9.1 示例14.5Hz速度检波器频响和相位曲线

4.5Hz速度检波器频响和相位曲线1-500Hz.jpg

4.5Hz速度检波器频响和相位曲线1-500Hz

4.5Hz速度检波器频响和相位曲线1-50Hz.jpg

4.5Hz速度检波器频响和相位曲线1-50Hz

9.2 示例210Hz速度检波器频响和相位曲线

10Hz速度检波器频响和相位曲线1-50Hz.jpg

10Hz速度检波器频响和相位曲线1-50Hz

10Hz速度检波器频响和相位曲线1-500Hz.jpg

10Hz速度检波器频响和相位曲线1-500Hz

9.3 示例3:某低频加速度传感器响曲线

这只传感器的技术参数上写有频响从0.22500Hz500mV/g。用低频标定时从0.10.7Hz出现非线性(曲线由高到低),原因是传感器的灵敏度低,在测低频时,传感器自身的噪声已经大于标定台的标定值。

637739493629061943260.jpg

频响曲线0.1-10Hz

频响曲线0.1-80Hz.jpg

频响曲线0.1-80Hz

10.标定问题:该系统是否准确呢?

不论标定系统采用的功率放大器和激振器是国产或进口仪器设备,系统始终存在着非线性,但传感器标定采用的是比对法(通常称为“背靠背法"),标定以标准传感器为基准来标定其它传感器,本系统推荐使用丹麦B&K公司的2只标准传感器,B&K-4374S主要用于标定传感器的频响曲线,而B&K-8305主要用于标定传感器的灵敏度和低频传感器的频响曲线,目前国内计量部门基本采用丹麦B&K-8305来做为标准传感器,丹麦B&K-8305传感器采用激光绝对法校准,满足国际标准ISO 16063-11 (以前的ISO 5347) 的要求

标定12.jpg

11.加速度、速度、位移三联谱

从加速度、速度、位移三联谱可查出他们3个量值在某频率(Hz)下的对应关系。从图中能看出,在低频时,位移量比较大;在高频时,位移很小。

图中单位、颜色:桔色加速度Accelerationm/s2),黑色速度Velocitymm/s),蓝色位移Displacementmm),黑色频率FrequencyHz)。

标定13.jpg




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