XX型炮彈的三軸加速度測試研究

3 傳感器靈敏度校準(zhǔn)
3．1 校準(zhǔn)原理與過程
被校加速度計(jì)粘接在校準(zhǔn)桿尾部，如圖2所示。由壓縮空氣發(fā)射一圓柱狀子彈，產(chǎn)生沖擊加速度，同時作用于光柵和被校加速度傳感器，所測得的信號經(jīng)信號適調(diào)儀后被數(shù)字示波器采集記錄。差動激光干涉儀產(chǎn)生具有多普勒效應(yīng)的調(diào)頻信號，該信號被數(shù)字示波器采集記錄，最后解調(diào)其頻率。

取1號傳感器靈敏度為Sa=0．69μV／g進(jìn)行試驗(yàn)，當(dāng)子彈打擊速度為4．962 2m/s時，在桿中產(chǎn)生應(yīng)力波，在距激勵端面幾倍棒直徑遠(yuǎn)處，應(yīng)力波的波振面變成平面波。雖然縱向應(yīng)力也會影響橫向應(yīng)變，但這種橫向運(yùn)動很微小，所以實(shí)驗(yàn)中只需測定縱向加速度量來校準(zhǔn)其靈敏度。實(shí)驗(yàn)過程中差動激光干涉儀記錄的多普勒波形如圖3a所示。

3．2 校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)處理
圖3a中采樣頻率為100 MHz。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理求其加速度。沖擊速度為：

式中，λ為激光波長，△fi為多普勒數(shù)據(jù)頻率序列。

式中，ωi為數(shù)字角頻率序列，△t為間隔的時間。

式中，p，q分別為二衍射光波的衍射級數(shù)，d為光柵柵距。由于加速度是速度的微分，即可得加速度為4 267．8 g，如圖3b所示。圖3c為壓阻式傳感器加速度計(jì)所采集的信號，經(jīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析得所測加速度為4417．8g。