激光測振儀廣泛應(yīng)用于國防、精密機(jī)械制造、汽車等領(lǐng)域，對其校準(zhǔn)技術(shù)和方法的研究尤為重要。本文對三維激光測振儀關(guān)鍵電路校準(zhǔn)方法進(jìn)行了研究。

【關(guān)鍵詞】三維激光測振儀 關(guān)鍵電路 校準(zhǔn)方法 標(biāo)準(zhǔn)裝置

傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)振動臺激勵法對三維光電振動測量儀的計量校準(zhǔn)方式，受振動臺的限制，測量頻率和幅度有限。本項目研究采用電信號激勵代替實際物理量激勵對光電振動測量儀進(jìn)行計量校準(zhǔn)，即在三維光電振動測量儀（外差激光干涉原理）對應(yīng)的信號采集、處理電路的輸入端直接接入FM信號激勵代替物理量激勵，實現(xiàn)對三維光電振動測量儀的量程、線性度、靈敏度、相移、延時、上升時間、失真度等參數(shù)校準(zhǔn)。使得三維光電振動測量儀系統(tǒng)的計量更準(zhǔn)確、更高效、更便捷。

1 項目研究內(nèi)容

本文研究的三維光電振動測量儀校準(zhǔn)方法使用的校準(zhǔn)裝置，裝置總體設(shè)計框圖如圖1所示。包括FM信號源模塊、數(shù)字存儲示波模塊、數(shù)字電壓測量模塊、失真度分析模塊等；為實現(xiàn)校準(zhǔn)系統(tǒng)的集成化以及自動化，利用NI PXI平臺，結(jié)合FPGA編程技術(shù)以及Labview虛擬儀器軟件，實現(xiàn)光電振動測量儀關(guān)鍵電路自動校準(zhǔn)系統(tǒng)，提高校準(zhǔn)的效率及準(zhǔn)確度。解決了光電振動測量儀電路校準(zhǔn)的方法和裝置問題，特別是滿足了50kHz-300kHz以上頻段計量校準(zhǔn)的需求，實現(xiàn)對對光電振動測量儀電路的準(zhǔn)確、高效計量，為光電振動測量儀電路的計量校準(zhǔn)提供了一種可借鑒的方式。

2 測試驗證

針對激光測振儀關(guān)鍵電路標(biāo)準(zhǔn)裝置中的關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行試驗，驗證其準(zhǔn)確度。對校準(zhǔn)裝置的FM信號源的頻偏、頻率示值，校準(zhǔn)裝置的采集模塊幅頻特性進(jìn)行誤差分析。

2.1 頻率示值測量

實驗測試數(shù)據(jù)如表1所示。

2.2 頻偏示值測量

實驗測試數(shù)據(jù)如表2所示。

2.3 信號采集模塊相移測量

發(fā)射兩路同步標(biāo)準(zhǔn)正弦信號，其相位差為0°，通過校準(zhǔn)裝置測量相位差，結(jié)果如表3所示。

通過以上的數(shù)據(jù)測試，保證了三維激光測振儀關(guān)鍵電路校準(zhǔn)裝置的準(zhǔn)確性，滿足JJF 1219-2009 《激光測振儀校準(zhǔn)規(guī)范》中的測量要求。

3 取得創(chuàng)新

（1）為三維激光測振儀提供一套標(biāo)準(zhǔn)電路校準(zhǔn)裝置，實現(xiàn)測量儀的失真度、量程、上升時間、相移等參數(shù)的計量。

（2）使用 PXI和FPGA 取代傳統(tǒng)振動校準(zhǔn)測控系統(tǒng)中的大量儀器，保證其校準(zhǔn)能力范圍，計量的可靠性與準(zhǔn)確度，實現(xiàn)了系統(tǒng)的小型化、便攜性、實用性，利用Labview虛擬儀器技術(shù)人機(jī)交互界面更友好，操作更簡單。

4 研究成果應(yīng)用及推廣領(lǐng)域

本三維激光測振儀關(guān)鍵電路計量校準(zhǔn)裝置與相應(yīng)的校準(zhǔn)方法研究成果，將應(yīng)用于計量檢測部門開展相關(guān)激光測振儀校準(zhǔn)測試工作，并為相關(guān)激光測振儀的生產(chǎn)廠家提供出廠的計量檢測，為激光測振儀關(guān)鍵電路的研發(fā)和測試提供準(zhǔn)確的測試結(jié)果和數(shù)據(jù)依據(jù)。

（通訊作者：姚磊）

作者簡介

俞醒言（1974-），男，浙江省溫州市人。大學(xué)本科學(xué)歷。高工。研究方向為振動計量。

高申平（1990-），男，江西省撫州市人。碩士學(xué)位。助理工程師。研究方向為聲學(xué)。

陳儉（1986-），男，浙江省溫州市人。大學(xué)本科學(xué)歷。工程師。研究方向為振動計量。

姚磊（1980-），山東省濟(jì)寧市人。博士。教授級高工。研究方向為聲學(xué)振動計量研究。

作者單位

浙江省計量科學(xué)研究院 浙江省杭州市310013endprint