| WS-5937超低頻傳感器標(biāo)定系統(tǒng) |
1.系統(tǒng)介紹與應(yīng)用
在設(shè)計(jì)傳感器或使用傳感器時(shí)，傳感器的頻響特性和靈敏度是相當(dāng)重要的技術(shù)指標(biāo)。WS-5937超低頻傳感器標(biāo)定系統(tǒng)是專為標(biāo)定速度、加速度傳感器的頻響特性曲線和靈敏度而設(shè)計(jì)的，用該系統(tǒng)能對(duì)“傳感器頻響特性曲線標(biāo)定”實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)閉環(huán)控制，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)傳感器和被標(biāo)定傳感器的頻率幅值，計(jì)算被標(biāo)定傳感器的頻率響應(yīng)和靈敏度，根據(jù)用戶要求完成頻響特性曲線的標(biāo)定。
該系統(tǒng)可應(yīng)用于計(jì)量研究院所、振動(dòng)科研實(shí)驗(yàn)室、傳感器研究和生產(chǎn)單位等。
應(yīng)用專有技術(shù)，該系統(tǒng)亦可標(biāo)定速度傳感器（檢波器）的靈敏度和頻響曲線，這種速度傳感器廣泛應(yīng)用于石油物探、廠礦機(jī)械振動(dòng)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。
2.系統(tǒng)組成
2.1 WS-5937標(biāo)定控制儀1臺(tái)；
2.2 WS-PA-30D或WS-PA-50D低頻功率放大器1臺(tái)；
2.3 低頻激振器JZ-20D 1臺(tái)或JZ-50D 1臺(tái)；
2.4 傳感器標(biāo)定軟件Vib’SIN 1套；
2.5 標(biāo)準(zhǔn)傳感器1只；
2.6 計(jì)算機(jī)1臺(tái)（可自備）；
3.軟件界面
4.系統(tǒng)組成邏輯框圖
5.功能
5.1 按用戶自定義掃頻點(diǎn)和幅值掃頻；
5.2 軟件自動(dòng)生成掃描曲線，等頻率間隔、等幅值掃描；
5.3 幅值誤差自動(dòng)控制；
5.4 自動(dòng)生成頻響特性曲線數(shù)據(jù)；
5.5 頻響特性曲線繪圖（線性、對(duì)數(shù)）；
5.6 程控信號(hào)發(fā)生器，波形選擇：正弦波，單頻信號(hào)輸出，信號(hào)掃頻，頻率駐留；
5.7 在線幫助；
6.技術(shù)指標(biāo)
6.1 WS-5937標(biāo)定控制儀
6.1.1數(shù)據(jù)采集和控制信號(hào)：
1) 計(jì)算機(jī)USB接口控制、采集；
2) 數(shù)據(jù)采集頻率60kHz/通道；
3)24位4路數(shù)據(jù)采集，輸入范圍±5V；
4) 1路16位D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換信號(hào)輸出通道；
5) 控制信號(hào)輸出幅值±10V；幅值分辨率16位，幅值控制精度0.1%FS；
6) 控制掃頻頻率范圍0.1Hz~50kHz；頻率分辨率28位，頻率控制精度0.01Hz；
7) 供電電壓：100V~240V(AC)；
8) 尺寸：寬365×高70×深365mm；
6.1.2電荷放大器：
1) OLED顯示參數(shù)；
2) 一個(gè)編碼器鍵設(shè)置所有電荷放大器參數(shù)；
3) 通 道 數(shù)：2通道；
4) 輸入范圍：±100000pC；
5) 增 益：5檔；
6) 歸 一 化：0.1~999；
7) 精度：加速度: ≤±0.5％；
速 度: ≤±0.5％；
位 移: ≤±2.0％；
8) 頻率范圍：加速度: 0.3Hz~50kHz；
速 度: 1.0Hz~10kHz；
位 移: 1.0Hz~1kHz；
9) 低通濾波器：① 濾波方式：程控8階連續(xù)濾波；
② 程控低通濾波頻率：1Hz~50kHz（任意設(shè)定）
③ 濾波器阻帶衰減：-80dB/Oct；
10) 輸出電壓：±10V
11) 過(guò)載指示：輸入電壓超過(guò)±9.8V時(shí)LED指示燈亮；
12) 輸出噪聲：≤5×10-3pC(增益折合到輸入端)
13) 輸入阻抗：1012Ω
14) 輸出電阻：<1Ω
15) 輸出電流：15mA
16) 工作溫度、濕度：-10~50℃、<85％RH（無(wú)凝）
6.1.3IEPE適配器
1) OLED顯示參數(shù)；
2) 一個(gè)編碼器鍵設(shè)置所有IEPE放大器參數(shù)；
3) 通道數(shù)：2通道；
4) 電壓輸入范圍：±5V；
5) 增益：5檔；
6) 精度：加速度：≤±0.5％，
速 度：≤±0.5％，
位 移：≤±2，
7) 頻率范圍：加速度：0.1Hz~50kHz；
速 度：1Hz~10kHz；
位 移：1Hz~1kHz；
8）低通濾波器：濾波方式：程控8階連續(xù)濾波，
程控低通濾波頻率：1Hz~50kHz（任意設(shè)定）；
濾波器阻帶衰減：-80dB/Oct；
9）過(guò)載指示：輸入電壓超過(guò)±9.8V時(shí)LED指示燈亮；
10）信噪比：＞50dB；
11）噪聲≤5mVrms；
12）非線性誤差：＜0.5%；
13）輸出電阻：＜1Ω；
14）輸出電流：15mA；
15）工作溫度：-10~50℃；
6.2WS-PA-30D功率放大器
1）輸出功率：30W；
2）輸出電流：3A；
3）輸出電壓：±10V；
4）頻率范圍：DC~5kHz；
5）輸出阻抗：1Ω；
6）失 真 度：＜2%；
7）噪 聲：＜5mV；
6.3超低頻激振器
6.3.1 JZ-20D超低頻激振器基本技術(shù)指標(biāo)(選擇1)
1）工作頻率：0.1~500Hz；
2）位 移：±10mm；
3）電 流：10A；
3）荷 載：1000g；
6.3.2 JZ-50D超低頻激振器基本技術(shù)指標(biāo)（選擇2）
1）工作頻率：0.1~500Hz
2）位 移：±10mm；
3）電 流：10A；
4）荷 載：3000g
6.4標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器指標(biāo)（選配）
6.4.1型號(hào)：BK-8305（選配）
制 造 商：丹麥B&K；
符合標(biāo)準(zhǔn)：ISO 5347；
靈 敏 度：1.25pC/g；
工作頻率：1~5000Hz；
諧振頻率：35kHz；
測(cè)量范圍：1000g；
重 量：45g；
工作溫度：-74℃~250℃；
應(yīng) 用：用于標(biāo)定傳感器的靈敏度標(biāo)定；
說(shuō) 明：由于BK-8305價(jià)格比較高，可以選購(gòu)其它品牌或國(guó)產(chǎn)價(jià)格適當(dāng)加速度傳感器，然后定期到計(jì)量檢測(cè)單位標(biāo)定后用于傳感器標(biāo)定亦可。
6.4.2型號(hào)：WS107
制 造 商：北京波譜公司；
靈 敏 度：5.5pC/ms-2；
工作頻率：0.5~5000Hz；
諧振頻率：25kHz；
測(cè)量范圍：3000g；
重 量：30g；
工作溫度：-20℃~50℃；
應(yīng) 用：用于標(biāo)定傳感器的靈敏度標(biāo)定
6.5 激光位移傳感器指標(biāo)(選配)
型 號(hào)：LK-H052+LK-G5001P；
制 造 商：基恩士；
參考距離：50mm；
測(cè)試范圍：±10mm；
線 性：±0.02%F.S；
再 線 性：0.025μm；
周圍溫度：0℃~50℃；
取樣頻率：2.55/5/10/20/50/100/200/500/1000μs（可選擇9種級(jí)別）；
應(yīng) 用：用于超低頻傳感器的靈敏度標(biāo)定（頻率0~10Hz）；
7.定貨型號(hào)
| 序號(hào) | 名稱 | 型號(hào) | 周期 | 備注 |
| 1 | 超低頻傳感器標(biāo)定系統(tǒng)(0.1~500Hz) | WS-5937-JZ20D | 2-4周 | 標(biāo)配，含1只標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器WS107 |
| 2 | 超低頻傳感器標(biāo)定系統(tǒng)(0.1~500Hz) | WS-5937-JZ50D | 2-4周 | 標(biāo)配，含1只標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器WS107 |
8.超低頻振動(dòng)臺(tái)JZ-20D和JZ-50D自身頻響曲線
超低頻振動(dòng)臺(tái)JZ-20D頻響曲線（1~500Hz）
超低頻振動(dòng)臺(tái)JZ-50D頻響曲線(0.1~100Hz)
9.傳感器頻響特性曲線示例
9.1 示例1：4.5Hz速度檢波器頻響和相位曲線
4.5Hz速度檢波器頻響和相位曲線1~500Hz
4.5Hz速度檢波器頻響和相位曲線1~50Hz
9.2 示例2：10Hz速度檢波器頻響和相位曲線
10Hz速度檢波器頻響和相位曲線1~50Hz
10Hz速度檢波器頻響和相位曲線1~500Hz
9.3 示例2：某低頻加速度傳感器響曲線
這只傳感器的技術(shù)參數(shù)上寫(xiě)有頻響從0.2至2500Hz，500mV/g。用低頻標(biāo)定時(shí)從0.1至0.7Hz出現(xiàn)非線性（曲線由高到低），原因是傳感器的靈敏度低，在測(cè)低頻時(shí)，傳感器自身的噪聲已經(jīng)大于標(biāo)定臺(tái)的標(biāo)定值。
頻響曲線0.1~10Hz
頻響曲線0.1~80Hz
10.標(biāo)定問(wèn)題：該系統(tǒng)是否準(zhǔn)確呢？
不論標(biāo)定系統(tǒng)采用的功率放大器和激振器是國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口儀器設(shè)備，系統(tǒng)始終存在著非線性，但傳感器標(biāo)定采用的是比對(duì)法（通常稱為“背靠背法”），標(biāo)定以標(biāo)準(zhǔn)傳感器為基準(zhǔn)來(lái)標(biāo)定其它傳感器，本系統(tǒng)推薦使用丹麥B&K公司的2只標(biāo)準(zhǔn)傳感器，B&K-4374S主要用于標(biāo)定傳感器的頻響曲線，而B&K-8305主要用于標(biāo)定傳感器的靈敏度和低頻傳感器的頻響曲線，目前國(guó)內(nèi)計(jì)量部門(mén)基本采用丹麥B&K-8305來(lái)做為標(biāo)準(zhǔn)傳感器，丹麥B&K-8305傳感器采用激光優(yōu)良法校準(zhǔn)，滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 16063-11 (以前的ISO 5347) 的要求。
關(guān)于B&K傳感器產(chǎn)品可查詢網(wǎng)站：
11.加速度、速度、位移三聯(lián)譜
從加速度、速度、位移三聯(lián)譜可查出他們3個(gè)量值在某頻率（Hz）下的對(duì)應(yīng)關(guān)系。從圖中能看出，在低頻時(shí)，位移量比較大；在高頻時(shí)，位移很小。
圖中單位、顏色：桔色加速度Acceleration（m/s2），黑色速度Velocity（mm/s），藍(lán)色位移Displacement（mm），黑色頻率Frequency（Hz）。
