本發(fā)明涉及加速度傳感器領(lǐng)域，尤其涉及一種橫向靈敏度測(cè)試設(shè)備和測(cè)試方法。

背景技術(shù)：

橫向靈敏度是加速度傳感器的一項(xiàng)重要指標(biāo)，其定義是：橫向靈敏度=垂直工作方向靈敏度最大值/工作方向靈敏度，其代表加速度傳感器工作指向單一性能。由于加速度為矢量，測(cè)量加速度時(shí)需要考慮矢量方向性，在垂直矢量方向上的敏感度越低越好。所以橫向靈敏度是衡量加速度傳感器的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

傳統(tǒng)的測(cè)試方法是在垂直加速度傳感器工作方向上施加振動(dòng)，測(cè)試輸出。由于垂直加速度傳感器工作方向是一個(gè)平面，測(cè)試橫向靈敏度方向需要在這個(gè)平面內(nèi)測(cè)試多個(gè)點(diǎn)，以尋找垂直工作方向的靈敏度最大值，因此測(cè)試效率較低。并且，同時(shí)施加橫向振動(dòng)一般由往復(fù)式軸承實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過多次傳動(dòng)，機(jī)械結(jié)構(gòu)的間隙會(huì)引起其它方向振動(dòng)，從而引入測(cè)試誤差。

因此，需要一種新的橫向靈敏度測(cè)試設(shè)備和測(cè)試方法以提高測(cè)試效率、降低誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種橫向靈敏度測(cè)試設(shè)備和測(cè)試方法，提高測(cè)試效率和準(zhǔn)確性。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種橫向靈敏度測(cè)試設(shè)備，包括：主動(dòng)輪，用于與動(dòng)力源連接，進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；第一從動(dòng)輪和第二從動(dòng)輪，分別與主動(dòng)輪嚙合，適于由主動(dòng)輪帶動(dòng)進(jìn)行同向等轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)；第一固定件和第二固定件；第一轉(zhuǎn)軸，穿過所述第一從動(dòng)輪，與所述第一固定件連接，用于帶動(dòng)第一固定件跟隨第一從動(dòng)輪作同向等轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)；第二轉(zhuǎn)軸，穿過所述第二從動(dòng)輪，與所述第二固定件連接，用于帶動(dòng)第二固定件跟隨第二從動(dòng)輪作同向等轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)；連桿，所述連桿的兩端通過軸承分別與所述第一固定件和第二固定件連接，且所述連桿的上表面各點(diǎn)位于同一平面內(nèi)，用于固定待測(cè)加速度傳感器。

可選的，所述第一固定件為圓盤，所述第一轉(zhuǎn)軸穿過所述第一固定件圓心；所述第二固定件為圓盤，所述第二轉(zhuǎn)軸穿過所述第二固定件圓心。

可選的，所述連桿和第一固定件之間的連接點(diǎn)與第一轉(zhuǎn)軸之間具有第一距離，所述連桿和第二固定件之間的連接點(diǎn)與第二轉(zhuǎn)軸之間具有第二距離，所述第一距離等于第二距離。

可選的，所述連桿上具有若干固定孔，用于固定待測(cè)傳感器。

可選的，所述第一圓盤和第二圓盤半徑相同。

為解決上述問題，本發(fā)明還提供一種橫向靈敏度測(cè)試方法，包括：使待測(cè)加速度傳感器在垂直工作方向的平面內(nèi)沿一圓周作等線速度運(yùn)動(dòng)；獲取所述待測(cè)加速度傳感器在一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)內(nèi)輸出的最大加速度值和最小加速度值；根據(jù)所述最大加速度值和最小加速度值，得到所述待測(cè)加速度傳感器在垂直工作方向的平面內(nèi)的最大靈敏度。

可選的，所述垂直工作方向的平面為水平面，所述待測(cè)加速度傳感器的工作方向垂直于水平面。

可選的，使所述待測(cè)加速度傳感器在垂直工作方向的平面內(nèi)沿一圓周作等線速度運(yùn)動(dòng)的方法包括：提供橫向靈敏度測(cè)試設(shè)備；將待測(cè)加速度傳感器固定于所述橫向靈敏度測(cè)試設(shè)備的連桿表面，且所述連桿表面垂直于所述加速度傳感器的工作方向；使所述主動(dòng)輪以一固定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)第一從動(dòng)輪和第二從動(dòng)輪進(jìn)行同向等轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使連桿上各質(zhì)心沿圓周做等線速度的平動(dòng)。

可選的，通過調(diào)整所述主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速，調(diào)整所述待測(cè)加速度傳感器的沿圓周運(yùn)動(dòng)的線速度。

可選的，通過調(diào)整連桿和第一固定件之間的連接點(diǎn)與第一轉(zhuǎn)軸之間的距離以及調(diào)整連桿和第二固定件之間的連接點(diǎn)與第二轉(zhuǎn)軸之間的距離，調(diào)節(jié)所述加速度傳感器的沿圓周運(yùn)動(dòng)的線速度。

本發(fā)明提出的橫向靈敏度測(cè)試設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單穩(wěn)定，可以降低測(cè)試誤差，提高精度，并且可以提高測(cè)試效率。本發(fā)明提出的橫向靈敏度測(cè)試方法，在待測(cè)傳感器的一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)周期就可以得到最大橫向靈敏度，測(cè)量效率高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一具體實(shí)施方式的橫向靈敏度測(cè)試設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一具體實(shí)施方式的橫向靈敏度測(cè)試方法的流程示意圖；

圖3為本發(fā)明一具體實(shí)施方式中將待測(cè)速度傳感器固定于連桿上之后的俯視示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的橫向靈敏度測(cè)試設(shè)備和測(cè)試方法的具體實(shí)施方式做詳細(xì)說明。

請(qǐng)參考圖1，為本發(fā)明一具體實(shí)施方式的橫向靈敏度測(cè)試設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

所述橫向靈敏度測(cè)試設(shè)備包括：主動(dòng)輪4、第一從動(dòng)輪5、第二從動(dòng)輪6、第一固定件52、第二固定件62、第一轉(zhuǎn)軸51、第二轉(zhuǎn)軸52和連桿2。

所述主動(dòng)輪4，用于與動(dòng)力源連接，進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。所述動(dòng)力源可以通過轉(zhuǎn)軸與所述主動(dòng)輪4連接，驅(qū)動(dòng)所述主動(dòng)輪4轉(zhuǎn)動(dòng)。所述第一從動(dòng)輪5和第二從動(dòng)輪6，分別與所述主動(dòng)輪4嚙合，適于由主動(dòng)輪4帶動(dòng)進(jìn)行同向等轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。例如，所述主動(dòng)輪4進(jìn)行順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述第一從動(dòng)輪5和第二從動(dòng)輪6均進(jìn)行逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)且可轉(zhuǎn)動(dòng)角速度與所述主動(dòng)輪4的轉(zhuǎn)動(dòng)速度相同。

在該具體實(shí)施方式中，所述主動(dòng)輪4、第一從動(dòng)輪5和第二從動(dòng)輪6均為圓柱齒輪，使得所述主動(dòng)輪4、第一從動(dòng)輪5、第二從動(dòng)輪6能夠在同一平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述第一轉(zhuǎn)軸51，穿過所述第一從動(dòng)輪5，與所述第一固定件52連接，用于帶動(dòng)第一固定件52跟隨第一從動(dòng)輪5作同向等轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)；所述第二轉(zhuǎn)軸61，穿過所述第二從動(dòng)輪6，與所述第二固定件62連接，用于帶動(dòng)第二固定件62跟隨第二從動(dòng)輪6作同向等轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)。所述第一轉(zhuǎn)軸51和第二轉(zhuǎn)軸61分別垂直連接至第一從動(dòng)輪5、第二從動(dòng)輪6的中心，跟隨所述第一從動(dòng)輪5、第二從動(dòng)輪6進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳動(dòng)至所述第一固定件52和第二固定件62。

所述連桿2的兩端通過軸承22分別與所述第一固定件52和第二固定件62連接，且所述連桿2的上表面各點(diǎn)位于同一平面內(nèi)，用于固定待測(cè)傳感器1。該具體實(shí)施方式中，所述連桿2為長(zhǎng)條形，長(zhǎng)度方向上的兩端分別固定于第一固定件52和第二固定件62。在本發(fā)明的其他具體實(shí)施方式中，所述連桿2也可以是其他形狀，連桿2上兩點(diǎn)分別固定于第一固定件52和第二固定件62，使得所述連桿2上的所有點(diǎn)都能跟隨第一固定件52和第二固定件62的轉(zhuǎn)動(dòng)做圓周運(yùn)動(dòng)。

在一個(gè)具體實(shí)施方式中，為了保持所述橫向靈敏度測(cè)試設(shè)備的穩(wěn)定性，所述第一固定件52和第二固定件62均為圓盤。所述第一轉(zhuǎn)軸51穿過所述第一固定件52圓心，所述第二轉(zhuǎn)軸61穿過所述第二固定件52圓心。

在另一具體實(shí)施方式中，所述第一固定件52和第二固定件62均為半徑相同的圓盤。

所述連桿2與第一固定件52的連接點(diǎn)與第一轉(zhuǎn)軸51之間具有第一距離，所述連桿2與第二固定件62的連接點(diǎn)與第二轉(zhuǎn)軸61之間具有第二距離，所述第一距離等于第二距離。因此，當(dāng)所述第一固定件52和第二固定件62等轉(zhuǎn)速同方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述連桿2上的點(diǎn)均作圓周運(yùn)動(dòng)，且圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為所述第一距離/第二距離。

所述連桿2上具有若干固定孔，用于固定待測(cè)傳感器1。當(dāng)待測(cè)傳感器1固定于所述連桿2上時(shí)，能夠跟隨所述連桿2作圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)所述待測(cè)傳感器1作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述待測(cè)傳感器1受到指向圓心的向心力作用，從而在一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)，能夠檢測(cè)到平面內(nèi)各個(gè)方向的加速度，進(jìn)而獲得在所述整個(gè)平面內(nèi)的最大靈敏度。若所述連桿2所在平面為垂直傳感器工作平面，則在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期內(nèi)就可以獲得該傳感器的橫向靈敏度。并且，所述橫向靈敏度測(cè)試設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過從動(dòng)輪和轉(zhuǎn)軸進(jìn)行傳動(dòng)，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以降低測(cè)試誤差。

請(qǐng)參考圖2，為本發(fā)明一具體實(shí)施方式的橫向靈敏度測(cè)試方法的流程圖。

所述橫向靈敏度測(cè)試方法包括：

步驟S201：使待測(cè)加速度傳感器在垂直工作方向的平面內(nèi)沿一圓周作等線速度運(yùn)動(dòng)。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述加速度傳感器的工作方向?yàn)榇怪彼矫娣较颍敲创怪彼鏊俣葌鞲衅鞴ぷ骷礊樗矫?。所述加速度傳感器在水平面?nèi)沿一圓周作等線速度運(yùn)動(dòng)，那么所述加速度傳感器收到一個(gè)大小不變，方向?qū)崟r(shí)指向圓心的向心，即方向相對(duì)所述加速度傳感器實(shí)時(shí)發(fā)生改變的向心力作用。若所述加速度傳感器的線速度為V，圓周半徑為R，則所述加速度傳感器上的加速度值為V²/R，方向始終指向運(yùn)動(dòng)軸心。當(dāng)所述加速度傳感器運(yùn)動(dòng)一周，那么所述加速度傳感器會(huì)測(cè)量到整個(gè)水平面內(nèi)各個(gè)方向上的加速度值。

步驟S202：獲取所述加速度傳感器在一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)內(nèi)輸出的最大加速度值和最小加速度值。在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)，所述加速度傳感器受到的加速度方向?qū)⒂幸淮闻c所述加速度傳感器具有最大橫向靈敏度的方向耦合，輸出最大值；同時(shí)，也將有一次與所述加速度傳感器具有最小橫向靈敏度的方向耦合，輸出最小值。在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，可以實(shí)時(shí)獲取所述加速度傳感器輸出的加速度信號(hào)，從而在運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期所獲得的數(shù)據(jù)中，得到最大值與最小值。

步驟S203：根據(jù)所述最大加速度值和最小加速度值，得到所述加速度傳感器在垂直工作方向的平面內(nèi)的最大靈敏度。

根據(jù)所述加速度傳感器的運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)半徑，可以得到所述加速度傳感器的實(shí)際加速度值，并且通過測(cè)量所述加速度傳感器輸出值的峰-谷值，即輸出的最大加速度值和最小加速度值，與所述加速度傳感器的工作方向上的靈敏度進(jìn)行比較，就可以得到所述加速度傳感器的橫向靈敏度。

在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式中，使加速度傳感器在垂直工作方向的平面內(nèi)沿一圓周作等線速度運(yùn)動(dòng)的方法包括：提供一橫向靈敏度測(cè)試設(shè)備，所述橫向靈敏度測(cè)試設(shè)備如圖1所示；將待測(cè)加速度傳感器固定于所述橫向靈敏度測(cè)試設(shè)備的連桿表面，可以固定于連桿表面任意位置，且所述連桿表面垂直于所述加速度傳感器的工作方向；使所述主動(dòng)輪以一固定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)第一從動(dòng)輪和第二從動(dòng)輪進(jìn)行同向等轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使連桿上各質(zhì)心沿圓周做等線速度的平動(dòng)。

請(qǐng)參考圖3，為本發(fā)明一具體實(shí)施方式中將所述待測(cè)加速度傳感器固定于連桿上之后的俯視示意圖。

所述待測(cè)加速度傳感器1固定于連桿2上，連桿2通過軸承22固定于第一固定件52和第二固定件62，與第一固定件52固定的軸承22中心與第一轉(zhuǎn)軸51中心的距離為r，與第二固定件62固定的軸承22中心與第二轉(zhuǎn)軸61中心的距離也為r。

當(dāng)所述第一固定件52和第二固定件62以相同方向相同轉(zhuǎn)速進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述連桿2上個(gè)點(diǎn)也沿圓周等線速度運(yùn)動(dòng)，則所述待測(cè)加速度傳感器1沿圓周等線速度運(yùn)動(dòng)，半徑為r。通過控制所述第一固定件52和第二固定件62的轉(zhuǎn)速，即可以控制所述待測(cè)加速度傳感器1的轉(zhuǎn)速。

在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式中，r為0.05m，目標(biāo)加速度值a為5g，5g=5×9.8m/s²。根據(jù)加速度a=w²r，w為角速度，w=2πf，所以，a=4π²rf²，計(jì)算得到周期f=4.98Hz，即每分鐘300轉(zhuǎn)就可以獲得5g的加速度。轉(zhuǎn)速增加一倍，加速度達(dá)到4倍。

將所述待測(cè)加速度傳感器1在垂直工作方向平面內(nèi)的一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)輸出的加速度測(cè)量值的最大值和最小值，與實(shí)際加速度比較，獲得在該運(yùn)動(dòng)平面內(nèi)的靈敏度，在與工作方向的靈敏度比較，就可以得到該待測(cè)加速度傳感器的橫向靈敏度。

通過調(diào)整所述主動(dòng)輪4（請(qǐng)參考圖1）的轉(zhuǎn)速，可以調(diào)整所述待測(cè)加速度傳感器的沿圓周運(yùn)動(dòng)的線速度；通過調(diào)整所述連桿固定點(diǎn)與第一轉(zhuǎn)軸、第二轉(zhuǎn)軸之間的距離，也調(diào)整所述加速度傳感器的沿圓周運(yùn)動(dòng)的線速度。從而改變所述的待測(cè)加速度傳感器的實(shí)際加速度，以適合不用量程的加速度傳感器。

上述橫向靈敏度的測(cè)試方法在待測(cè)傳感器的一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)周期就可以得到最大橫向靈敏度，測(cè)量效率高。且采用的測(cè)量設(shè)備結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，測(cè)量誤差低，精度高。并且，通過轉(zhuǎn)速和運(yùn)動(dòng)半徑的調(diào)整，可以調(diào)整實(shí)際加速度值，從而適合各種量程和精度的加速度傳感器。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。