專利名稱：橡膠扭振減振器自動測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型為橡膠扭振減振器自動測試裝置，屬于內(nèi)燃機測試技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前，橡膠減振器的特性測試技術(shù)遠(yuǎn)不能適應(yīng)生產(chǎn)和匹配的需求。國內(nèi)沒有可用于生產(chǎn)的檢測手段，國際上也只有B&K公司的設(shè)備可以用于橡膠減振器的性能檢測，但價格非常昂貴。并且，B&K公司的產(chǎn)品是用于振動測試的通用設(shè)備，用于橡膠減振器的測試時使用很不方便。
目前在科研上常用的測試方法有1、自由衰減振動法該方法將減振器視為單自由度振動系統(tǒng)，在初始干擾力矩作用下作衰減振動，其幅值按照指數(shù)衰減規(guī)律變化，從而確定固有頻率和對數(shù)衰減系數(shù)。但是，如何施加一個理想的初始干擾力矩、如何控制該力矩的大小，是制約這種方法用于批量檢測的主要障礙。因此這種方法不適宜作較精確、穩(wěn)定地測取橡膠式扭振減振器的固有頻率和阻尼。
2、傳遞函數(shù)判別法該方法利用力錘對減振器予以錘擊，測得頻響函數(shù)的實頻、虛頻和相頻圖，從而獲得頻率和阻尼比。但是這種方法同樣存在問題。因為橡膠式扭轉(zhuǎn)減振器的測試系統(tǒng)不是一個真正的單自由度系統(tǒng)，在測取傳遞函數(shù)時往往高頻部分峰值較高，特別是在測取加速度導(dǎo)納時更是如此，很容易使測試者忽略真正的基頻峰值，而誤將高頻峰值當(dāng)做基頻峰值導(dǎo)致測試結(jié)果有較大誤差。
3、正弦掃描法該方法利用激振器產(chǎn)生的正弦激勵在一定的頻率范圍內(nèi)對減振器進行掃描，根據(jù)減振器的相應(yīng)特性找出其自振頻率和阻尼比系數(shù)。與上述兩種方法相比，這種方法對設(shè)備和操作人員的要求較高，但結(jié)果穩(wěn)定可靠。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型就是基于正弦掃描法的原理，針對內(nèi)燃機使用的橡膠減振器的一套專用的全自動的檢測裝置，該自動檢測裝置靠信號發(fā)生模塊產(chǎn)生一系列頻率連續(xù)遞增的正弦交流電信號，數(shù)據(jù)分析模塊對所采集的信號進行分析計算得出最后的測試常數(shù)。該自動測試裝置包括帶數(shù)據(jù)分析模塊和信號發(fā)生模塊的計算機，功率放大器，激振器，減振器，加速度傳感器，電荷放大器，數(shù)據(jù)分析模塊由數(shù)據(jù)分析軟件和聲卡組成，信號發(fā)生模塊由信號產(chǎn)生軟件和聲卡組成；聲卡將信號發(fā)生模塊中的信號產(chǎn)生軟件產(chǎn)生一系列頻率連續(xù)遞增的正弦交流電信號，輸出到功率放大器，正弦交流電信號通過功率放大器放大后施加于激振器，其頻率與計算機輸出的信號頻率相同，產(chǎn)生機械振動的激振器將振動傳給減振器，減振器的振動狀況由安裝在減振器上的加速度傳感器測量，加速度傳感器產(chǎn)生的電荷量與減振器的振動加速度成正比，電荷放大器將電荷信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，再將信號放大并傳遞到聲卡中，聲卡將采集回來的信號傳遞給數(shù)據(jù)分析軟件。該測試裝置解決了通用測試方法對測試人員和測試條件要求較高的確定，具有以下特點1.整個測試系統(tǒng)集成度高，占用空間小，質(zhì)量輕，易于攜帶，設(shè)備的成本低廉。
2.檢測過程—數(shù)據(jù)分析—檢測報告全過程的自動化，大大降低了對操作人員的專業(yè)技術(shù)要求。
3.測試時不需要上發(fā)動機臺架，而是獨立測量。測試快捷方便、性能可靠、適應(yīng)性廣。
4.采用普通聲卡代替數(shù)據(jù)采集卡。


圖1是橡膠扭振減振器測試裝置的組成原理圖。
圖2是測試軟件的流程圖。
圖中主要結(jié)構(gòu)為計算機1，功率放大器2，激振器3，減振器4，加速度傳感器5，電荷放大器6，數(shù)據(jù)分析模塊7，聲卡8，數(shù)據(jù)分析軟件9，信號發(fā)生模塊10，信號產(chǎn)生軟件11，聲卡12。
具體實施方式
橡膠扭振減振器自動測試裝置包括帶數(shù)據(jù)分析模塊7和信號發(fā)生模塊10的計算機1，功率放大器2，激振器3，減振器4，加速度傳感器5以及電荷放大器6組成，如附圖1所示，其中信號發(fā)生模塊10由信號產(chǎn)生軟件11和聲卡12組成，數(shù)據(jù)分析模塊7由數(shù)據(jù)分析軟件9和聲卡8組成。
使用該裝置檢測時，信號發(fā)生模塊10中的信號產(chǎn)生軟件11產(chǎn)生一系列頻率連續(xù)遞增的正弦交流電信號，通過聲卡12輸出到功率放大器2。正弦交流電信號通過功率放大器2放大后施加于激振器3的線圈。通有交流電的線圈在磁場中產(chǎn)生機械振動，其頻率與計算機1輸出的信號頻率相同。激振器3產(chǎn)生的機械振動由傳振桿傳給磁力吸盤，再由磁力吸盤傳給減振器4慣性塊，從而使慣性塊產(chǎn)生受迫振動。減振器4的振動狀況由安裝在減振器4上的加速度傳感器5測量。加速度傳感器5產(chǎn)生的電荷量與減振器4的振動加速度成正比。電荷放大器6將電荷信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，并將信號放大并傳遞到計算機1中。數(shù)據(jù)分析模塊7中的聲卡8將采集回來的信號傳遞給數(shù)據(jù)分析軟件9。數(shù)據(jù)分析軟件9對所采集回來的信號進行分析計算得出最后的測試參數(shù)橡膠扭振減振器的固有頻率和阻尼系數(shù)。
計算機1中的信號產(chǎn)生軟件11和數(shù)據(jù)分析軟件9在整個檢測裝置中，都是采用C++Builder編制，見附圖2。其中信號產(chǎn)生軟件11采用的是一個掃描數(shù)據(jù)的循環(huán)結(jié)構(gòu)，也就是通過調(diào)用Windows的API函數(shù)，產(chǎn)生一系列頻率逐步增加而幅值不變的正弦信號。正弦信號的遞增步長不變，由測試軟件的初始化來確定，所產(chǎn)生的正弦信號頻率范圍也在軟件初始化階段予以確定。產(chǎn)生出來的正弦信號通過聲卡12的耳機通道輸出傳遞給功率放大器2。
數(shù)據(jù)分析軟件9主要功能是經(jīng)過電荷放大器6放大后的共振信號通過聲卡8的mic通道傳遞給數(shù)據(jù)分析軟件9。數(shù)據(jù)分析軟件9對數(shù)據(jù)進行精確的頻譜分析和處理，處理的方法是將采集到的減振器4各個頻率點的響應(yīng)數(shù)據(jù)(正弦加速度數(shù)據(jù))，換算成振幅，找出檢測范圍內(nèi)所有激振點的最大振幅點和1/2最大振幅點，然后計算出減振器4的ω0和ξ。該數(shù)據(jù)分析軟件9還包括數(shù)據(jù)跟蹤、圖形顯示、曲線縮放等功能，從而獲得減振器4各頻率下較詳細(xì)直觀的分析結(jié)果。
權(quán)利要求1.一種橡膠扭振減振器自動測試裝置，其特征在于該自動測試裝置包括帶數(shù)據(jù)分析模塊(7)和信號發(fā)生模塊(10)的計算機(1)，功率放大器(2)，激振器(3)，減振器(4)，加速度傳感器(5)，電荷放大器(6)，數(shù)據(jù)分析模塊(7)由數(shù)據(jù)分析軟件(9)和聲卡(8)組成，信號發(fā)生模塊(10)由信號產(chǎn)生軟件(11)和聲卡(12)組成；聲卡(12)將信號發(fā)生模塊(10)中的信號產(chǎn)生軟件(11)產(chǎn)生一系列頻率連續(xù)遞增的正弦交流電信號，輸出到功率放大器(2)，正弦交流電信號通過功率放大器(2)放大后施加于激振器(3)，其頻率與計算機(1)輸出的信號頻率相同，產(chǎn)生機械振動的激振器(3)將振動傳給減振器(4)，減振器(4)的振動狀況由安裝在減振器(4)上的加速度傳感器(5)測量，加速度傳感器(5)產(chǎn)生的電荷量與減振器(4)的振動加速度成正比，電荷放大器(6)將電荷信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，再將信號放大并傳遞到聲卡(8)中，聲卡(8)將采集回來的信號傳遞給數(shù)據(jù)分析軟件(9)。
專利摘要一種橡膠扭振減振器自動測試裝置，包括計算機，功率放大器，激振器，減振器，加速度傳感器，電荷放大器，計算機中的聲卡將信號發(fā)生模塊中的信號軟件產(chǎn)生一系列頻率連續(xù)遞增的正弦交流電信號，輸出到功率放大器，正弦交流電信號通過功率放大器放大后施加于激振器，產(chǎn)生機械振動的激振器將振動傳給減振器，減振器的振動狀況由安裝在減振器上的加速度傳感器測量，電荷放大器將電荷信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，再將信號放大并傳遞到計算機中的聲卡中。整個測試系統(tǒng)集成度高，占用空間小，質(zhì)量輕，易于攜帶，設(shè)備的成本低廉。檢測全過程的自動化，大大降低了對操作人員的專業(yè)技術(shù)要求。測試快捷方便、性能可靠、適應(yīng)性廣。
文檔編號G01H1/00GK2641609SQ0320059
公開日2004年9月15日 申請日期2003年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月10日
發(fā)明者劉福水, 劉興華, 黃英, 仇滔, 張付軍, 李建純, 張國棟, 汪建華 申請人:北京理工大學(xué)