[发明专利]三维光电振动测量仪电路计量校准方法及其校准装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种计量检测方法及标准装置，具体涉及三维光电振动测量仪电路计量校准方法及其校准装置。

背景技术

在精密科学测量仪器仪表行业，过去我国与国外先进水平相比，在准确度和稳定性上存在一定的差距。随着我国科学仪器仪表行业科技水平的不断进步和产业化的不断发展，在有些领域其产品准确度和稳定性有了较大的提升。但由于受到之前国外产品市场占有率和影响力的影响，国产仪器面临着不小的压力：虽然有时准确度不比国外仪器逊色，但就是不能得到国内外用户的认可，究其原因最根本的问题之一在于国内产品缺少与国外产品在同样标准下的性能评价，即第三方对产品的公正、公平计量校准标定，这便是开展本项目研究的原始推力和目的之一。同时，企业在产品质量提升过程中，也会涉及到关键部件和整机性能的计量校准以及可靠性研究，通过上述研究可及时发现并优化产品关键部件等性能，为提升产品准确度和稳定性水平提供非常必要的支撑。

跨尺度三维光电振动测量仪(以下简称“三维光电振动测量仪”)属于中高端精密测量仪器，国内市场的占有率基本属于国外进口产品。国内产品如想进一步扩大产品影响力以及提升其国内外市场占有率，必须进行第三方计量校准与标定，此途径可大大提高用户对国内产品的认可程度，帮助企业迅速拓展市场。

在测振计量校准方面，三维光电振动测量仪通过激光光学头得到的调制信号，进入信号处理、采集系统后进行处理，实时输出测量结果到显示设备，该实时性对应于信号处理、采集系统的延时参数，该参数对于高速扫描测振和显示的三维光电振动测量仪来说尤为重要：如信号处理、采集系统的延时过大，势必影响测振的准确性，即造成显示测点与实际测点结果的偏差。该延时涉及到的主要技术难点是激光光学头输出的调制信号如何通过电路实时快速的进行解调，进而实时的进行振型显示等。目前国外高端三维光电振动测量仪，对延时参数的控制非常严格，其快速解调算法也是其核心商业秘密之一。对于三维光电振动测量仪，其三路信号的同步采集与处理，对其解调处理提出了更高的要求，因此对三路信号的延时更需要精确计量和校准。因此，为了提高国内产品的质量水平已经提升与国外知名品牌的竞争力，需要在产品研发过程中对三维光电振动测量仪信号处理、采集电路系统进行延时(相移)参数的计量校准。同时还需对衡量和表征三维光电振动测量仪整机计量特性的参数进行研究与确定，并开展对应参数的计量校准方法研究和校准装置的研制。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是为了提供一种三维光电振动测量仪电路计量校准方法及其校准装置。

一种三维光电振动测量仪电路计量校准方法，其特点在于采用电信号激励代替实际物理量激励对光电振动测量仪(外差激光干涉原理)进行计量校准，即在三维光电振动测量仪对应的信号采集、处理电路的输入端直接接入FM信号激励代替物理量激励,实现对三维光电振动测量仪的量程、线性度、灵敏度、相移、上升时间、失真度等参数校准。其特征在于该方法具体包括以下两个步骤：

步骤1：用双通道信号源对三维光电振动测量仪电路的相移进行计量校准；

步骤2：用标准的方波信号对三维光电振动测量仪电路的上升时间计量校准；

其中，所述步骤1具体为：

使用正弦调制的FM信号作为校准激励，载波频率为被校外差式激光测振仪内布拉格盒(Bragg cell)产生的已知偏移频率f_B，调制信号频率为在实际振动频率测量区间[f_L,f_H]内选取的任一振动频率点f_i，根据校准的速度量值选择调制频率偏移Δf_i，通过调制可得到一个包含振动信息的FM信号，将该FM信号接入被校激光测振仪的信号采集、处理模块，经其解调处理输出正弦响应信号S1，该信号接入信号采集模块通道1；在信号源输出FM信号的同时，信号源另一路输出对应振动频率点f_i的正弦波电信号至信号采集模块通道2，通过比较通道1和通道2的电信号相位，可以得到电路校准装置对应的相移。

其中，所述步骤2具体为：