基于离心-振动复合装置的加速度计整流误差校准

通过对加速度计传统整流误差校准方法的分析研究,提出了基于离心-振动复合加速度输入的加速度计整流误差校准方案。并通过建立加速度计的非线性耦合模型,给出恒加速度和振动加速度复合作用下加速度计整流误差计算方法。利用研制的离心-振动复合校准装置, 进行了恒加速度和振动加速度复合作用下加速度计的整流误差试验,结果验证了基于恒加速度和振动加速度复合输入的加速度计整流误差校准方法的合理性和可行性。     

多方向振动加速度整流误差中非整周期采样的影响北大核心CSCD

为了评价非整周期采样对加速度计整流误差的影响,在以整周期采样对振动加速度整流误差分析方法的基础上,建立了非整周期采样对单方向振动加速度引起整流误差的数学模型,通过计算各个方向振动信号的平均值,推导了非整周期采样下多方向振动加速度引起整流误差的数学模型,并对该模型进行分析,给出了减小非整周期采样对整流误差影响的方法。在仿真中,引入整流误差的相对测量误差进行验证,证明了非整周期采样下单方向振动加速度和多方向振动加速度整流误差模型的有效性。     

加速度计整流误差校准方法

整流误差是衡量外部振动对加速度计性能影响的重要指标。传统的整流误差校准方法,采用单方向、纯振动的激励来进行整流误差校准。此类方法难以真实评价振动噪声的影响。通过对传统整流误差校准方法进行研究,本文提出了一种基于多方向复合加速度输入的加速度计整流误差校准方法,有效解决了加速度计整流误差的校准。     

基于趋势项误差控制的频域积分算法研究与应用

针对工程测试中利用振动加速度积分获得位移时出现严重趋势项误差问题,采用低频衰减算法对加速度信号在频率内直接积分,并利用积分精度控制方程保证积分精度。通过与积分算法比较及验证,证明该算法对积分误差控制具有一定优势。搭建含限位冲击的振动测试实验台,研究该算法在工程测试中应用特性。实验研究表明,该算法可有效控制趋势项误差,且随待积分加速度基频提高积分所得位移信号与真实位移信号吻合度提升。基于所用测试系统,加速度信号基频超过3.8 Hz时积分幅值误差小于10%,满足工程测试需要;加速度基频大于4.35 Hz时积分峰值误差小于5%,可获得较好测试效果。     

空间高微重力主动隔振系统加速度测量研究

为实现空间高微重力主动隔振系统的主动隔振性能,需要精确测量平台的振动。首先介绍采用线加速度计测量刚体线加速度和角加速度的动力学原理,给出加速度计配置时要满足的条件,然后提出两种六加速度计配置方式并给出加速度解算公式,着重分析了两种配置方式下加速度计的测量误差和安装误差对加速度解算精度的影响,给出了相应的误差模型和分析结论,这为加速度测量系统设计提供了依据。     

轴箱轴承缺陷状态下的高速车辆振动特性分析

采用SIMPACK动力学软件,建立了一高速车辆出现轴箱轴承早期缺陷的动力学计算模型,将轴承假设为只有外圈和内圈两者之间的相互作用,轴承中的滚子直接等效成若干个力元,分别考虑了轴承的内、外圈以及滚子表面早期缺陷对车辆垂向振动特性的影响。仿真结果表明：当轴承表面出现早期缺陷时,轴箱振动加速度显著增大,而构架的加速度变化不大;当内外圈以及滚子缺陷尺寸（缺陷宽度和深度）相等时,轴承外圈缺陷对轴箱的加速度幅值影响最大,轴承滚子缺陷对轴箱加速度幅值影响最小;随着早期缺陷宽度的增加,3种轴承缺陷下的轴箱加速度幅值均逐渐变大;轴承早期缺陷能够引起轴箱的高频振动,但对车辆的平稳性影响甚微。     

基于地球重力法的低频加速度计校准

ISO 16063-16描述的地球重力法只能用于低频加速度计灵敏度幅值静态校准, 无法用于灵敏度幅值与相位的动态校准。采用机器视觉方法测量激励加速度相位,并得到对应时刻的加速度计输出信号相位,该方法可同时实现基于地球重力法的灵敏度幅值与相位动态校准。该方法测量时由转台为被校加速度计提供峰值恒定为1g的正弦激励加速度,有效避免了低频时微小激励加速度引起的加速度计输出低信噪比信号对校准精度的影响。实验结果表明,地球重力法可实现从静态(DC)至10Hz范围内的灵敏度幅值与相位高精度校准。     

高速列车谐波转矩振动分析及自抗扰控制

高速列车在实际运行过程中,当路面不平顺、车轮磨耗或者列车由明线运行到突然进入隧道均可能会引起转矩脉动,引起齿轮箱振动加剧。为研究谐波转矩波动幅值对高速列车牵引齿轮箱振动加速度的影响,建立考虑时变啮合刚度、啮合阻尼、啮合误差、齿侧间隙的齿轮传动系统与三相异步动态电机耦合的机电传动系统模型,在Simulink平台上分析牵引传动系统在谐波转矩幅值变化的工况下齿轮箱输入端振动加速度特性。结果表明,谐波转矩增大使齿轮箱振动加速度加大,且横向振动加速度增加最明显。耦合系统叠加混合型自抗扰控制器(ADRC)后,对谐波转矩引起的齿轮箱横向振动具有较好的抑制作用。     

传感器阵列六自由度振动测试数值积分误差消除方法研究

利用多个加速度计组成的传感器阵列进行复杂振动测试,多组加速度计测试值可求解被测物质心线加速度及相对载体坐标系三轴方向转动角速度。对角速度、线加速度积分可求解被测物任意时刻相对于固定坐标系位置及姿态,达到六自由度复杂振动测试目的。针对积分过程中存在积分误差及随测试时间增加积分误差迅速增大导致速度、位移信号严重偏离实际问题,利用EMD分解获得多组经验模态分量(IMF),据IMF分量频率不同判断出积分误差成分并分离,获得实际积分结果。     

平面声场中四传声器阵列理论精度的对比分析

主要探讨了两种四传声器阵列的理论精度,针对相应的传声器布置形式进行数值计算,比较了正四面体和直角四面体传声器探头在不同工况下的幅值误差和方向误差。结果表明,在平面波作用下,1~4 k Hz范围内正四面体传声器的幅值误差小于直角四传声器,且两者均小于1 d B,外接球心位置的幅值精度在高频段优势明显;当频率小于5 k Hz时,方向误差均控制在2°以内,因此可以满足相关的建筑声学测试要求。     

Testing Vibration Rectification Error with Vibrafuge

Investigation of this paper is a preliminary to the calibration of vibration rectification error (VRE) with multiple inputs. Considering the accelerometers stimulated by vibration and intended input, present testing methods for VRE cannot evaluate the exact influence of vibration. For measuring VRE caused by concurrent constant and vibratory accelerations, a multi-component mechanical system called vibrafuge was introduced. At first, combined accelerations produced by the vibrafuge was deduced by homogeneous coordinate transformation. Validation of testing VRE with vibrafuge is done by the equation of the combined accelerations. Then a general expression of the VRE caused by the combined accelerations was derived from a model of the accelerometer under test. Based on the VRE model, linear relation between the constant acceleration and VRE was testified by theoretical and numerical analysis.     

基于外差激光干涉法的三轴向振动绝对校准方法研究

与单轴向振动激励相比,三轴向标准振动台能够模拟被校三轴向加速度计的实际应用环境。利用三轴向标准振动台获取被校加速度计真实的空间响应特性,以实现被校加速度计的精确校准。立足于加速度矢量理论与三轴向加速度计的灵敏度矩阵模型,提出基于带通采样的外差激光干涉法的三轴向振动绝对校准方法,通过计算被校加速度计的灵敏度矩阵实现其校准。实验结果表明,该方法能够同时实现高精度的三轴向加速度计主轴与横向灵敏度的校准,有效地降低了校准时间与重复安装误差。     

Thermal rectification in three-dimensional asymmetric nanostructure

Previously, thermal rectification has been reported in several low-dimensional shape-asymmetric nanomaterials. In this Letter, we demonstrate that a three-dimensional crystalline material with an asymmetric shape also displays as strong thermal rectification as low-dimensional materials do. The observed rectification is attributed to the stronger temperature dependence of vibration density of states in the narrower region of the asymmetric material, resulting from the small number of atomic degrees of freedom directly interacting with the thermostat. We also demonstrate that the often reported "device shape asymmetry" is not a sufficient condition for thermal rectification. Specifically, the size asymmetry in boundary thermal contacts is equally important toward determining the magnitude of thermal rectification. When the boundary thermal contacts retain the same size asymmetry as the nanomaterial, the overall system displays notable thermal rectification, in accordance with existing literature. However, when the wider region of the asymmetric nanomaterial is partially thermostatted by a smaller sized contact, thermal rectification decreases dramatically and even changes direction.     

高温环境激光测振实验研究

根据激光测振原理,搭建了一套高温环境下的激光测振试验系统。利用该系统进行实验,分析了动圈连接杆对振动的传递效果,在中频下的传递误差较小,高频下传递误差较大,并为激光测振实验选取了合适的激励频率。进行了高温环境下的比较法测振和激光测振实验,通过与参考加速度计的测量结果进行对比,得到高温下的比较法测振和激光测振相对误差,并对误差影响因素进行了分析。实验表明,激光测振能够弥补压电加速度计在高温下测振的不足,且具有较好的稳定性和较高的精度。     

智能型电梯运行性能测试分析仪研制

为解决电梯检验和安全评价过程中电梯运行性能的快速高精度现场测试分析问题,研制智能型电梯运行性能测试分析仪。通过三轴加速度传感器和声级计测量电梯的运行信号,采用32位嵌入式系统实现信号处理和数值分析,获得电梯的运行加加速度、加速度、速度、位移、振动、噪声等性能参数,三轴加速度非线性误差低于0.1%,频率响应相对偏差低于1%,声级计相对误差低于0.3%。应用试验结果表明:该仪器实现了电梯运行性能的便捷可视化测量和现场快速准确分析,为电梯安全保障领域提供国产化解决方案。     

离心机误差对陀螺加速度计K2和K3项标定精度的影响

为了准确标定陀螺加速度计的二阶非线性误差系数K2与三阶非线性误差系数K3,首先在带反转平台的离心机上建立坐标系,进而在考虑离心机误差源的基础上,推导出了陀螺加速度计上的精确比力输入和角速度输入,再根据陀螺加速度计的误差模型,给出了离心机各个误差源对K2、K3项标定误差的贡献．仿真试验给出了各误差项对于K2、K3项标定的具体影响大小,可通过误差补偿提高陀螺加速度计K2、K3项的标定精度,并且给出了不同精度加速度计在进行标定时要重点考虑的离心机误差项：同时仿真表明。采用带反转平台的离心机对陀螺加速度计进行标定时可以不进行加速度计调心：另外,主轴速率与反转平台回转轴角速度矢量大小不完全相等,方向不完全相反对标定结果几乎无影响．     

骨声振动分析中软组织加速度计的影响分析

在骨声振动分析中皮肤，肌肉等软组织，加速度计对结果有一定的影响，本文分析在体胫骨测试的情况，用力电类比的方法分析这些因素对骨声振动的影响。结果表明，加速度计的质量大小，及加速度计与骨之间的软组织硬度对结果影响较大，测试时频率分析范围必须远小于加速计在软组织上的共振频率而远大地软组织的自振频率。     

ANSYS在液浮摆式加速度计复合环境动态特性分析中的应用

采用有限单元法对液浮摆式加速度计在过载-振动复合环境中的动力学特性进行研究,应用ANSYS软件对浮子摆组件进行模态和谐态分析计算,得到了复合载荷下检测质量的动态偏移数据,从而为建立加速度计的动态误差模型提供依据。     

加速度计稳定性测试的补偿技术

介绍了加速度计稳定性的测量装置及方法。由于环境因素可以对稳定性测试产生影响,因此对加速度计的工作温度、基础水平倾角的影响进行了分析。通过研究加速度计温度误差模型,确定了建模方法。在稳定性试验中,使用高精度铂热电阻测量加速度计的工作温度,对加速度计的模型方程系数和输出进行温度补偿;使用地震前兆倾斜仪监测基础水平倾角变化,对加速度计零位输出进行补偿。