GB/T 33929-2017 MEMS高g值加速度传感器性能试验方法

ICS31.200「十、

55OB

中华人民共和国国家标准

GB/T33929—2017

MEMS高g值加速度传感器性能试验

方法

TestmethodsoftheperformanceforMEMShighgaccelerometer

2017-07-12发布2018-02-01实施

发布

GB/T33929—2017

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a

本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。

本标准由全国微机电技术标准化技术委员会(SAC/TC336)提出并归口。

本标准起草单位：中北大学、中机生产力促进中心。

本标准主要起草人:石云波、程红兵、唐军、李海斌、马宗敏、朱悦。

I

GB/T33929—2017

MEMS高g值加速度传感器性能试验

方法

1范围

本标准规定了MEMS高g值加速度传感器的电气性能和基本性能的术语和定义、试验条件、试验

的一般规定、试验项目及方法。

本标准适用于量程在1X1OR〜2X10/范围的MEMS高g值加速度传感器（以下简称加速度传

感器）性能试验。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文

件。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T2421.1电工电子产品环境试验概述和指南

GB/T7665传感器通用术语

GB/T26111微机电系统（MEMS）技术术语

JJF1156振动冲击转速计量术语及定义

3术语和定义

GB/T7665,GB/T26111和JJF1156界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

霍普金森杆Hopkinsonrod

采用弹性波在细长杆中传播而产生冲击运动的冲击装置。

4试验条件

4.1环境条件

4.1.1标准大气条件

除非详细规范另有规定,所有试验应在GB/T2421.1所规定的试验用标准大气条件下进行。

4.1.2电磁条件

除产品技术条件另有规定,试验场地除地磁场外，应无其他外界电磁场。

4.1.3振动条件

除产品技术条件另有规定，试验场地测试台应无机械振动。

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GB/T33929—2017

4.2测试系统

4.2.1绝对校准测试系统

绝对校准测试系统主要由霍普金森杆、激光干涉仪、数据采集装置等组成。

a）冲击加速度幅值：1X104g〜2X10学；

b）冲击加速度脉冲宽度：2X10-“〜1X1O-5；

c）激光干涉仪最大测速：不小于100m/；

d）速度测量不确定度：不大于3%；

e）用于激光干涉仪光电信号的采集设备模拟带宽应不小于200MHz,用于加速度传感器输出采

集设备模拟带宽不小于（103//）Hz或更高（/为脉冲持续时间，）。

4.2.2冲击比较测试系统

冲击比较校准测试系统主要由冲击激励源、标准加速度传感器、数据采集装置等组成。冲击比较校

准冲击激励源主要有冲击台、马歇特锤等。

a）冲击加速度幅值：1X102g〜4X104g；

b）冲击加速度脉冲宽度：1X1O7〜5X10-2；

c）用于加速度传感器输出采集设备模拟带宽不小于（10VOHz（?为脉冲持续时间，）。

4.2.3证书文件（实验设备和计量器的检定）

试验用的试验设备和计量器具应经过计量检定。

5试验的一般规定

5.1被测加速度传感器安装

若被测加速度传感器使用说明书对安装和连接做了详细规定，应符合使用说明书要求。

加速度传感器安装于冲击运动体上，安装面应清洁平滑，粗糙度Ra<1.6“m。冲击运动体和被测

加速度传感器组合体的共振频率应高于（10/z）Hz（/为脉冲持续时间，）；应注意控制冲击体的旋转和

横向运动；应避免冲击机结构谐振对冲击运动体的影响。连接导线采用低噪声屏蔽电缆,尽可能避免和

被测加速度传感器相对运动。

5.2放置和预热

被测加速度传感器和与试验有关的试验装置正确安装、连接后，应使其在试验环境条件下放置时间

不少于1h。

试验前，测试系统应进行通电预热;被测加速度传感器应通电预热0.5h。

6试验项目及方法

6.1电气性能试验

6.1.1试验项目

电气性能试验项目如下：

a）输入阻抗；

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GB/T33929—2017

b）输出阻抗；

O绝缘电阻。

6.1.2试验方法

6.1.2.1输入阻抗

在加速度传感器输出端开路情况下，用欧姆表或相应仪表测量其输入端的阻抗’

6.1.2.2输出阻抗

在加速度传感器输入端短路情况下，用欧姆表或相应仪表测量其输出端的阻抗'

6.1.2.3绝缘电阻

在加速度传感器相互绝缘的部件之间，各引出线和壳体之间，或绝缘的部件与地之间施加直流电

压，用绝缘电阻测试仪测量绝缘电阻。

6.2基本性能试验

6.2.1试验项目

基本性能试验项目如下：

a)零点输出；

b)峰值灵敏度；

c)灵敏度；

d)非线性误差；

e)灵敏度重复性

f)阈值；

g)频率响应；

h)满量程输出；

i)零点漂移；

j)零点温度漂移

k)横向灵敏度比

1)抗过载能力。

6.2.2试验方法

6.2.2.1总则

采用绝对校准的方法测试时，被测加速度传感器与光栅座一同安装在霍普金森杆的末端面，当子弹

冲击时，杆中产生激励加速度信号。激光干涉仪测量光栅的移动速度，对时间微分后可得到加速度传感

器的移动加速度，数据采集装置采集记录的被测加速度传感器输出信号，与激光干涉仪测得加速度信号

进行比较分析，以得到加速度传感器的基本性能，见附录A中A.1。采用冲击比较校准的方法测试时，

被测加速度传感器与标准加速度传感器“背对背”安装在冲击运动体上，冲击锤冲击砧座时，运动体上产

生激励加速度信号。用数据采集装置记录标准加速度传感器与被测加速度传感器输出信号进行比较分

析，以得到加速度传感器的基本性能，见A.2。

6.2.2.2零点输出

在4.1试验环境条件下，按5.2连接好测试系统，加速度传感器通电预热0.5h后试验。在不加载

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荷的条件下测量加速度传感器的输出值。

6.2.2.3峰值灵敏度

在4.1试验环境条件下，按5.2连接好测试系统，加速度传感器通电预热0.5h后进行冲击试验。

被测加速度传感器感受到冲击发生装置的冲击加速度信号，输出相应的电压信号，电压信号