專利名稱：一種振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及振動(dòng)測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及一種振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)。
背景技術(shù)：
隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，絕對(duì)振動(dòng)測(cè)量、特別是超低頻絕對(duì)振動(dòng)測(cè)量在振動(dòng)測(cè)量領(lǐng)域越來(lái)越重要，而隨著超低頻加速度振動(dòng)傳感器、超低頻振動(dòng)速度傳感器在水輪發(fā)電機(jī)、 橋梁、隧道、地震監(jiān)測(cè)等測(cè)控領(lǐng)域(這些領(lǐng)域的振動(dòng)頻率大多在0. 5Hz 200Hz之間)大批量應(yīng)用，現(xiàn)有頻響下限高(一般只能做到20Hz)的振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)已無(wú)法滿足超低頻振動(dòng)試驗(yàn)。現(xiàn)有國(guó)內(nèi)的超低頻振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)主要依靠進(jìn)口，但這些試驗(yàn)臺(tái)價(jià)格昂貴、體積龐大、 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、對(duì)試驗(yàn)條件要求苛刻，導(dǎo)致大部分實(shí)驗(yàn)者無(wú)法購(gòu)買、使用試驗(yàn)臺(tái)，即使擁有試驗(yàn)臺(tái)也無(wú)法對(duì)所使用的振動(dòng)傳感器進(jìn)行合格檢驗(yàn)和數(shù)據(jù)標(biāo)定。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中超低頻試驗(yàn)臺(tái)價(jià)格昂貴、體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、對(duì)試驗(yàn)條件要求苛刻的技術(shù)問(wèn)題。本實(shí)用新型提供了一種振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，包括中央處理單元、信號(hào)發(fā)生單元、振動(dòng)產(chǎn)生單元、標(biāo)準(zhǔn)傳感器和顯示單元；中央處理單元用于控制信號(hào)發(fā)生單元發(fā)生振動(dòng)信號(hào)，并傳遞給振動(dòng)產(chǎn)生單元產(chǎn)生相應(yīng)振動(dòng)；標(biāo)準(zhǔn)傳感器和待測(cè)傳感器分別感應(yīng)振動(dòng)產(chǎn)生單元的振動(dòng)，標(biāo)準(zhǔn)傳感器測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)信號(hào)和待測(cè)傳感器的輸出信號(hào)分別傳輸給中央處理單元，中央處理單元將標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)信號(hào)和待測(cè)傳感器的輸出信號(hào)的比較結(jié)果傳輸給顯示單元。本實(shí)用新型提供的振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，通過(guò)采用標(biāo)準(zhǔn)傳感器和待測(cè)傳感器同時(shí)感應(yīng)振動(dòng)產(chǎn)生單元的振動(dòng)，并將各自測(cè)量的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行比較，從而對(duì)待測(cè)傳感器進(jìn)行合格判定，并通過(guò)顯示單元使操作者能直接對(duì)所使用的振動(dòng)傳感器進(jìn)行合格檢驗(yàn)和數(shù)據(jù)標(biāo)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于攜帶；全智能控制，易于操作，成本也較低。

圖1為本實(shí)用新型提供的振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1—激振器，2——承載盤，3——標(biāo)準(zhǔn)靶盤，4——CPU, 5——正弦波信號(hào)發(fā)生器，6——信號(hào)放大器，7——標(biāo)準(zhǔn)傳感器，8——待測(cè)傳感器，9——液晶顯示屏，10—— 觸摸屏，11——電位器，12——1 232接口，71、72——標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)位移傳感器，73——標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。本實(shí)用新型提供了一種振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，包括中央處理單元、信號(hào)發(fā)生單元、振動(dòng)產(chǎn)生單元、標(biāo)準(zhǔn)傳感器和顯示單元；中央處理單元用于控制信號(hào)發(fā)生單元發(fā)生振動(dòng)信號(hào)，并傳遞給振動(dòng)產(chǎn)生單元產(chǎn)生相應(yīng)振動(dòng)；標(biāo)準(zhǔn)傳感器和待測(cè)傳感器分別感應(yīng)振動(dòng)產(chǎn)生單元的振動(dòng)，標(biāo)準(zhǔn)傳感器測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)信號(hào)和待測(cè)傳感器的輸出信號(hào)分別傳輸給中央處理單元，中央處理單元將標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)信號(hào)和待測(cè)傳感的輸出信號(hào)的比較結(jié)果傳輸給顯示單元。如圖1所示，中央處理單元包括觸摸屏10和CPU 4。其中觸摸屏10用于設(shè)定振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)，CPU 4將該設(shè)定的數(shù)據(jù)傳輸給信號(hào)發(fā)生單元。信號(hào)發(fā)生單元包括正弦波信號(hào)發(fā)生器5和信號(hào)放大器6。CPU 4控制正弦波信號(hào)發(fā)生器5產(chǎn)生之前設(shè)定的振動(dòng)信號(hào)，并傳輸給信號(hào)放大器6。信號(hào)放大器6將該振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行放大，傳輸給振動(dòng)產(chǎn)生單元，以驅(qū)動(dòng)振動(dòng)產(chǎn)生單元產(chǎn)生相應(yīng)的振動(dòng)。正弦波信號(hào)發(fā)生器5的頻率步長(zhǎng)可低至0. 1Hz，最大推力為50N。振動(dòng)產(chǎn)生單元包括激振器1以及與激振器1的振動(dòng)軸剛性連接的承載盤2和標(biāo)準(zhǔn)靶盤3。其中激振器1根據(jù)信號(hào)放大器6傳輸?shù)臄?shù)據(jù)產(chǎn)生振動(dòng)，并帶動(dòng)承載盤2和標(biāo)準(zhǔn)靶盤 3發(fā)生相同的振動(dòng)。激振器1的振動(dòng)幅度可通過(guò)電位器11控制，電位器11連接于信號(hào)放大器6上，通過(guò)信號(hào)放大器6的負(fù)反饋對(duì)激振器1的振動(dòng)幅度進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。標(biāo)準(zhǔn)傳感器 7感應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)靶盤3的振動(dòng)，并將測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)信號(hào)傳輸給CPU 4。本實(shí)用新型中，所述標(biāo)準(zhǔn)傳感器7可配接現(xiàn)有技術(shù)中的其它多種標(biāo)準(zhǔn)傳感器，并不僅僅限定于此。優(yōu)選情況下，標(biāo)準(zhǔn)傳感器7包括一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器73和兩個(gè)特性相同的標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)位移傳感器71、72。 其中，標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器73與標(biāo)準(zhǔn)靶盤3剛性連接，用于測(cè)量振動(dòng)速度和振動(dòng)加速度。兩個(gè)特性相同的標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)位移傳感器71、72用于同向差動(dòng)測(cè)量振動(dòng)位移，以提高測(cè)量精度， 抵消單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)位移傳感器的溫漂。其中一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)位移傳感器71同時(shí)給信號(hào)放大器6提供一個(gè)振動(dòng)相位信號(hào)，作為負(fù)反饋信號(hào)，使激振器1在0. 5-200HZ的頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生幅度穩(wěn)定的振動(dòng)。CPU 4處理標(biāo)準(zhǔn)傳感器71、72、73測(cè)量的振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)，換算成對(duì)應(yīng)的振動(dòng)位移峰峰值、振動(dòng)速度峰值以及振動(dòng)加速度峰值，作為對(duì)比的標(biāo)準(zhǔn)值。本實(shí)用新型中，待測(cè)傳感器8與承載盤2剛性連接，待測(cè)傳感器8直接感應(yīng)承載盤 2的振動(dòng)，將待測(cè)傳感器8的輸出信號(hào)傳輸給CPU 4。CPU 4處理該待測(cè)傳感器8的輸出信號(hào)數(shù)據(jù)，作為對(duì)比被校值。CPU 4處理后的數(shù)據(jù)結(jié)果即標(biāo)準(zhǔn)值、被校值，可直接通過(guò)顯示單元呈現(xiàn)給操作者。 顯示單元即液晶顯示屏9。CPU 4內(nèi)還可內(nèi)置JJG 644-2003《振動(dòng)位移傳感器檢定規(guī)程》、JJG 134-2003《磁電式速度傳感器檢定規(guī)程》和JJG 233-1996《壓電加速度計(jì)檢定規(guī)程》。從而，CPU 4以測(cè)量到的標(biāo)準(zhǔn)值為依據(jù)，并按照J(rèn)JG 644-2003《振動(dòng)位移傳感器檢定規(guī)程》對(duì)比比較測(cè)量到的被校值數(shù)據(jù)是否符合規(guī)定；類似地，CPU 4同時(shí)可根據(jù)JJG 134-2003《磁電式速度傳感器檢定規(guī)程》和JJG 233-1996《壓電加速度計(jì)檢定規(guī)程》對(duì)被校值中的振動(dòng)速度、振動(dòng)加速度進(jìn)行合格判定，并在液晶顯示屏9上顯示出被校值與標(biāo)準(zhǔn)值的偏差量以及合格判定結(jié)果。本實(shí)用新型中，CPU 4上還可設(shè)有RS232結(jié)口，通過(guò)該接口將CPU 4的處理結(jié)果傳送給上位機(jī)電腦，例如進(jìn)行數(shù)據(jù)檢定單的打印。本實(shí)用新型提供的振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于攜帶、測(cè)量精度高，全智能控制、傻瓜式流程操作，專家式數(shù)據(jù)分析，顯示信息容量大，實(shí)用性較強(qiáng)。無(wú)需依賴進(jìn)口產(chǎn)品，能有效降低成本。采用本實(shí)用新型提供的振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)對(duì)振動(dòng)傳感器進(jìn)行測(cè)試方法，包括先將待測(cè)傳感器8置于振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上，并與承載盤2剛性連接。然后通過(guò)觸摸屏10設(shè)定振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)， CPU 4將該設(shè)定的數(shù)據(jù)傳輸給正弦波信號(hào)發(fā)生器5，控制正弦波信號(hào)器5產(chǎn)生與設(shè)定數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的正弦波信號(hào)。該正弦波信號(hào)輸入到信號(hào)放大器6進(jìn)行放大，然后驅(qū)動(dòng)激振器1發(fā)生振動(dòng)，此時(shí)可通過(guò)電位器11對(duì)激振器的振動(dòng)幅度進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。激振器1帶動(dòng)與其剛性連接的承載盤2和標(biāo)準(zhǔn)靶盤3發(fā)生相同的振動(dòng)。標(biāo)準(zhǔn)傳感器7中的標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)位移傳感器71、72感應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)靶盤3的振動(dòng)，并將測(cè)量的振動(dòng)位移傳輸給CPU 4 ；其中一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)位移傳感器71反饋給信號(hào)放大器6 —個(gè)振動(dòng)相位信號(hào)，使激振器1在在0. 5-200HZ的頻率范圍內(nèi)穩(wěn)定振動(dòng)。標(biāo)準(zhǔn)傳感器7中的標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器73與標(biāo)準(zhǔn)靶盤3剛性連接，測(cè)量振動(dòng)速度和振動(dòng)加速度，并傳輸給CPU 4。CPU 4處理測(cè)量數(shù)據(jù)，換算成對(duì)應(yīng)的振動(dòng)位移峰峰值、振動(dòng)速度峰值以及振動(dòng)加速度峰值，作為對(duì)比的標(biāo)準(zhǔn)值。待測(cè)傳感器8感應(yīng)承載盤2的振動(dòng)，將待測(cè)傳感器8的輸出信號(hào)傳輸CPU 4。CPU 4處理該待測(cè)傳感器8的輸出信號(hào)數(shù)據(jù)，作為對(duì)比的被校值。最后，CPU 4根據(jù)內(nèi)置的檢定規(guī)程，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)被校值進(jìn)行合格判定，標(biāo)準(zhǔn)值、 被校值及其偏差量以及判定結(jié)果均傳輸給液晶顯示屏9顯示。測(cè)試完成后，CPU 4可通過(guò) RS232接口將測(cè)試結(jié)果傳送到上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)檢定單的打印。以上實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，所作出的若干改進(jìn)，也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述的振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)包括中央處理單元、信號(hào)發(fā)生單元、振動(dòng)產(chǎn)生單元、標(biāo)準(zhǔn)傳感器和顯示單元；中央處理單元用于控制信號(hào)發(fā)生單元發(fā)生振動(dòng)信號(hào)，并傳遞給振動(dòng)產(chǎn)生單元產(chǎn)生相應(yīng)振動(dòng)；標(biāo)準(zhǔn)傳感器和待測(cè)傳感器分別感應(yīng)振動(dòng)產(chǎn)生單元的振動(dòng)，標(biāo)準(zhǔn)傳感器測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)信號(hào)和待測(cè)傳感器的輸出信號(hào)分別傳輸給中央處理單元，中央處理單元將標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)信號(hào)和待測(cè)傳感器的輸出信號(hào)的比較結(jié)果傳輸給顯示單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述中央處理單元包括觸摸屏和 CPU，觸摸屏用于設(shè)定振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)以及正弦波信號(hào)發(fā)生器的頻率，所述的正弦波信號(hào)發(fā)生器的頻率步長(zhǎng)為0. OlHz ；CPU用于將所設(shè)定的振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)傳輸給信號(hào)發(fā)生單元，并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)信號(hào)和待測(cè)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行比較處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，CPU上還設(shè)有RS232接口，用于將 CPU的比較處理結(jié)果傳送給上位機(jī)電腦。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，信號(hào)發(fā)生單元包括正弦波信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)放大器以及與放大器相連的電位器；中央處理單元控制正弦波信號(hào)發(fā)生器發(fā)生振動(dòng)信號(hào)；信號(hào)放大器用于將發(fā)生的振動(dòng)信號(hào)放大、通過(guò)電位器無(wú)極調(diào)節(jié)振幅，然后，傳輸給振動(dòng)產(chǎn)生單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，振動(dòng)產(chǎn)生單元包括激振器以及與激振器振動(dòng)軸剛性連接的承載盤和標(biāo)準(zhǔn)靶盤；激振器根據(jù)振動(dòng)發(fā)生單元的振動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)振動(dòng)，帶動(dòng)承載盤和標(biāo)準(zhǔn)靶盤發(fā)生相同的振動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，包含一個(gè)加速度傳感器和兩個(gè)特性相同的振動(dòng)位移傳感器的標(biāo)準(zhǔn)傳感器感應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)靶盤的振動(dòng)，并將測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)信號(hào)傳輸給中央處理單元；與承載盤剛性連接的待測(cè)傳感器感應(yīng)承載盤的振動(dòng)，并將待測(cè)傳感器的輸出信號(hào)傳輸給中央處理單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器與標(biāo)準(zhǔn)靶盤剛性連接，用于測(cè)量振動(dòng)速度和振動(dòng)加速度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，兩個(gè)特性相同的標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)位移傳感器用于同向差動(dòng)測(cè)量振動(dòng)位移。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，其中一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)位移傳感器給信號(hào)放大器提供振動(dòng)相位信號(hào)，用于保證激振器在0. 5-200HZ的頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生幅度穩(wěn)定的振動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，顯示單元為液晶顯示屏，用于顯示中央處理單元對(duì)信號(hào)的處理結(jié)果。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，包括中央處理單元、信號(hào)發(fā)生單元、振動(dòng)產(chǎn)生單元、標(biāo)準(zhǔn)傳感器和顯示單元；中央處理單元用于控制信號(hào)發(fā)生單元發(fā)生振動(dòng)信號(hào)，并傳遞給振動(dòng)產(chǎn)生單元產(chǎn)生相應(yīng)振動(dòng)；標(biāo)準(zhǔn)傳感器和待測(cè)傳感器分別感應(yīng)振動(dòng)產(chǎn)生單元的振動(dòng)，標(biāo)準(zhǔn)傳感器測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)信號(hào)和待測(cè)傳感器輸出的信號(hào)分別傳輸給中央處理單元，中央處理單元將標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)信號(hào)和待測(cè)傳感器的輸出信號(hào)的比較結(jié)果傳輸給顯示單元。本實(shí)用新型還提供了采用該振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)對(duì)振動(dòng)傳感器進(jìn)行測(cè)試的方法。本實(shí)用新型的振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于攜帶；全智能控制，易于操作，成本也較低。
文檔編號(hào)G01M7/02GK202101831SQ20112011160
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者易孟良 申請(qǐng)人:易孟良