專利名稱：電動振動臺臺面中心靜態(tài)和動態(tài)保持器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及振動試驗裝置中的一種電動振動臺，具體涉及這種電動振動臺臺面中心靜態(tài)和動態(tài)的保持器。
背景技術：
振動試驗臺是一種對產品或部件進行振動模擬試驗的設備，通過這樣的試驗可以評定一個產品的抗震性能，為考核該產品質量提供合理依據，因此廣泛應用于航天、航空、船舶、汽車、電子、通訊、家電和儀器儀表等行業(yè)。
電動振動臺是利用電磁振動原理設計的，其結構主要由臺體、磁缸、勵磁繞組、動圈、支承導向裝置以及冷卻裝置等幾部分組成。基本工作原理為繞制在磁缸上的勵磁繞組通入直流電產生恒定磁場，帶有工作臺面和驅動線圈的動圈通有交變電流產生交變磁場，將產生交變磁場的動圈位于恒定磁場中，由于交變磁場與恒定磁場之間相互作用，產生出一定的激振力，推動工作臺面圍繞振動中心來回振動。
電動振動臺在工作狀態(tài)下，如何保持臺面處于靜態(tài)和動態(tài)中心位置是十分重要的。目前國外和國內的電動振動臺都使用空氣彈簧支撐試件和動圈的重量，用光電管加指示器來檢測臺面是否處于中心位置，在裝夾或卸載試件時，氣囊的壓力變化會引起臺面中心漂移，這時光電管的檢測結果由指示器顯示，通過手工操作氣泵對氣囊進行充氣或放氣，以保持臺面靜態(tài)中心位置。然而，振動臺由于多種原因，在低頻大位移振動時振動臺面動態(tài)中心也會漂移中心位置，這種動態(tài)漂移難以控制，這樣就不能達到系統(tǒng)的最大位移值。總之，目前光電式中心保持器存在的問題是1、不能定量精確的確定臺面中心漂移中心的距離，所以只能對臺面中心漂移進行靜態(tài)補償，不能同時對臺面中心漂移進行動態(tài)補償；2、長時間使用后，堆積的灰塵會影響控制精度，甚至不能工作；3、對靜態(tài)補償采用手工調整方式，換一個試件必須重新調整，操作煩瑣。

發(fā)明內容
本實用新型提供一種電動振動臺臺面中心靜態(tài)和動態(tài)保持器，其目的在于同時對臺面中心漂移進行動態(tài)和靜態(tài)補償，自動控制臺面在工作狀態(tài)下的靜態(tài)和動態(tài)中心位置。
為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是一種電動振動臺臺面中心靜態(tài)和動態(tài)保持器，包括劈、電渦流傳感器、信號轉換器以及三通電磁閥；劈作為被測金屬體固定在動圈上，其被測表面為光滑的斜面，斜面的斜向與臺面振動方向一致；電渦流傳感器固定在臺體上，其探頭面對劈的斜面相隔布置；電渦流傳感器的感應信號經信號轉換器處理后輸出一與動圈位移線性相關的電壓信號；該電壓信號一路與來自信號源的正弦或隨機交變信號經疊加電路疊加后送功率放大器，功率放大器的輸出接驅動線圈，以此構成負反饋控制電路，對臺面中心漂移進行動態(tài)補償；另一路接三通電磁閥的控制端，通過三通電磁閥控制支撐氣囊充氣或放氣通道的開啟或關閉，對臺面中心漂移進行靜態(tài)補償。
上述技術方案中的有關內容解釋如下1、上述方案中，所述信號轉換器(亦稱“前置器”)由振蕩器、檢波器、濾波器、線性校準器和跟隨器組成，振蕩器的輸出信號接電渦流傳感器探頭線圈，電渦流傳感器的感應信號經檢波器、濾波器、線性校準器轉換成與臺面漂移量線性相關的電壓信號，該電壓信號由跟隨器輸出。所述電壓信號由運算放大器或三極管構成的跟隨器輸出。
2、電渦流傳感器基本結構及其工作原理電渦流傳感器是一種能靜態(tài)和動態(tài)地非接觸，高線性度，高分辨力地測量被測金屬導體距探頭表面距離的傳感器。它能夠準確測量被測體(必須是金屬導體)與探頭端面之間靜態(tài)和動態(tài)的相對位移變化。
電渦流傳感器的基本工作系統(tǒng)由探頭、延伸電纜、前置器以及被測體構成。前置器中高頻振蕩電流通過延伸電纜流入探頭線圈，在探頭頭部的線圈中產生交變的磁場。如果在這一交變磁場的有效范圍內沒有金屬材料靠近，則這一磁場能量會全部損失；當有被測金屬體靠近這一磁場，則在此金屬表面產生感應電流，電磁學上稱之為電渦流。與此同時該電渦流場也產生一個方向與頭部線圈方向相反的交變磁場，由于其反作用，使頭部線圈高頻電流的幅度和相位得到改變(線圈的有效阻抗)，這一變化與金屬體磁導率、電導率、線圈的幾何形狀、幾何尺寸、電流頻率以及頭部線圈到金屬導體表面的距離等參數有關。通常假定金屬導體材質均勻且性能是線性和各項同性，則線圈和金屬導體系統(tǒng)的物理性質可由金屬導體的電導率б、磁導率ξ、尺寸因子τ、頭部體線圈與金屬導體表面的距離D、電流強度I和頻率ω參數來描述。則線圈特征阻抗可用Z＝F(τ，ξ，б，D，I，ω)函數來表示。通常我們能做到控制τ，ξ，б，I，ω這幾個參數在一定范圍內不變，則線圈的特征阻抗Z就成為距離D的單值函數，雖然它整個函數是一非線性的，其函數特征為“S”型曲線，但可以選取它近似為線性的一段。于此，通過前置器電子線路的處理，將線圈阻抗Z的變化，即頭部體線圈與金屬導體的距離D的變化轉化成電壓或電流的變化。輸出信號的大小隨探頭到被測體表面之間的間距而變化，電渦流傳感器就是根據這一原理實現(xiàn)對金屬物體的位移、振動等參數的測量。
其工作過程是，當被測金屬與探頭之間的距離發(fā)生變化時。則探頭中線圈的Q值發(fā)生變化，Q值的變化引起振蕩電壓幅度的變化，這個隨距離變化的振蕩電壓經過檢波、濾波、線性補償、放大歸一處理轉化成電壓(電流)變化。最終完成機械位移(間隙)轉換成電壓(電流)。
本實用新型工作原理是電渦流傳感器感應裝在動圈上的劈的距離，這個距離對應臺面的高度，取得信號經電路檢波、濾波、校準，轉換成線性關系的電壓信號。一路去功率放大器，給出信號使臺面上升或下降，對臺面中心漂移進行動態(tài)補償；另一路去三通電磁閥，對支撐氣囊進行充或放氣，對臺面中心漂移進行靜態(tài)補償，使臺面始終處于中心位置。
由于上述技術方案運用，本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點1、能夠同時實現(xiàn)對臺面中心漂移進行靜態(tài)和動態(tài)補償。
2、能夠自動控制臺面在工作狀態(tài)下的靜態(tài)和動態(tài)中心位置。
3、結構簡單，工作可靠，控制精度高。


附圖1為本實用新型原理圖；附圖2為電渦流傳感器原理圖；附圖3為電渦流傳感器輸出特性圖。
以上附圖中1、劈；2、電渦流傳感器；3、信號轉換器；4、三通電磁閥；5、動圈；6、斜面；7、臺體；8、疊加電路；9、功率放大器；10、驅動線圈；11、支撐氣囊；12、探頭線圈。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述實施例參見附圖1所示，一種電動振動臺臺面中心靜態(tài)和動態(tài)保持器，由劈1、電渦流傳感器2、信號轉換器3和三通電磁閥4構成。劈1作為被測金屬體固定在動圈5上，其被測表面為光滑的斜面6，斜面6的斜向與臺面振動方向一致。電渦流傳感器2固定在臺體7上，其探頭面對劈1的斜面6相隔布置。電渦流傳感器2的感應信號經信號轉換器3處理后輸出一與動圈5位移線性相關的電壓信號。該電壓信號一路與來自信號源的正弦或隨機交變信號經疊加電路8疊加后送功率放大器9，功率放大器9的輸出接驅動線圈10，以此構成負反饋控制電路，對臺面中心漂移進行動態(tài)補償。另一路接三通電磁閥4的控制端，通過三通電磁閥4控制支撐氣囊11充氣或放氣通道的開啟或關閉，對臺面中心漂移進行靜態(tài)補償。
信號轉換器3由振蕩器、檢波器、濾波器、線性校準器和跟隨器組成，振蕩器的輸出信號接電渦流傳感器2探頭線圈12，電渦流傳感器2的感應信號經檢波器、濾波器、線性校準器轉換成與臺面漂移量線性相關的電壓信號，該電壓信號由跟隨器輸出。所述跟隨器由運算放大器或三極管構成。
本實施例臺面中心靜態(tài)補償過程和動態(tài)補償過程如下1、靜態(tài)補償。參見圖1所示，動圈5在靜態(tài)下，如果臺面中心位置向下漂移，劈1隨臺面向下漂移，電渦流傳感器2感應信號經信號轉換器3處理后輸出正電壓信號，該信號通過三通電磁閥4打開氣泵與支撐氣囊11之間充氣通道，對支撐氣囊11進行充氣，使其上升。如果臺面中心位置向上漂移，劈1隨臺面向上漂移，電渦流傳感器2感應信號經信號轉換器3處理后輸出負電壓信號，該信號通過三通電磁閥4打開支撐氣囊11的放氣通道，支撐氣囊11放氣，臺面下降。如果臺面處于中心位置，信號轉換器3輸出為零，保持支撐氣囊11原有狀態(tài)。
2、動態(tài)補償。參見圖1所示，動圈5在動態(tài)下相對臺體作上下方向的振動，如果臺面振動中心位置向下漂移，劈1隨臺面向下漂移，電渦流傳感器2感應信號經信號轉換器3處理后輸出正電壓信號，該信號與來自信號源的正弦或隨機交變信號經疊加后使交變信號向上偏移，然后經功率放大器9接驅動線圈10，由于負反饋的作用，臺面振動中心位置上升。如果臺面振動中心位置向上漂移，劈1隨臺面向上漂移，電渦流傳感器2感應信號經信號轉換器3處理后輸出負電壓信號，該信號與來自信號源的正弦或隨機交變信號經疊加后使交變信號向下偏移，然后經功率放大器9接驅動線圈10，由于負反饋的作用，臺面振動中心位置下降。如果臺面處于振動中心位置，信號轉換器3輸出為零，保持現(xiàn)有振動中心位置。
上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本實用新型的內容并據以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據本實用新型精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種電動振動臺臺面中心靜態(tài)和動態(tài)保持器，其特征在于包括劈、電渦流傳感器、信號轉換器以及三通電磁閥；劈作為被測金屬體固定在動圈上，其被測表面為光滑的斜面，斜面的斜向與臺面振動方向一致；電渦流傳感器固定在臺體上，其探頭面對劈的斜面相隔布置；電渦流傳感器的感應信號經信號轉換器處理后輸出一與動圈位移線性相關的電壓信號；該電壓信號一路與來自信號源的正弦或隨機交變信號經疊加電路疊加后送功率放大器，功率放大器的輸出接驅動線圈，以此構成負反饋控制電路，對臺面中心漂移進行動態(tài)補償；另一路接三通電磁閥的控制端，通過三通電磁閥控制支撐氣囊充氣或放氣通道的開啟或關閉，對臺面中心漂移進行靜態(tài)補償。
2.根據權利要求1所述的臺面中心靜態(tài)和動態(tài)保持器，其特征在于所述信號轉換器由振蕩器、檢波器、濾波器、線性校準器和跟隨器組成，振蕩器的輸出信號接電渦流傳感器探頭線圈，電渦流傳感器的感應信號經檢波器、濾波器、線性校準器轉換成與臺面漂移量線性相關的電壓信號，該電壓信號由跟隨器輸出。
3.根據權利要求2所述的臺面中心靜態(tài)和動態(tài)保持器，其特征在于所述電壓信號由運算放大器或三極管構成的跟隨器輸出。
專利摘要一種電動振動臺臺面中心靜態(tài)和動態(tài)保持器，其特征在于包括劈、電渦流傳感器、信號轉換器以及三通電磁閥；劈作為被測金屬體固定在動圈上，其被測表面為光滑的斜面，斜面的斜向與臺面振動方向一致；電渦流傳感器固定在臺體上，其探頭面對劈的斜面相隔布置；電渦流傳感器的感應信號經信號轉換器處理后輸出一與動圈位移線性相關的電壓信號；該電壓信號一路與來自信號源的正弦或隨機交變信號疊加后送功率放大器，以此構成負反饋控制電路，對臺面中心漂移進行動態(tài)補償；另一路接三通電磁閥的控制端，通過三通電磁閥控制支撐氣囊充氣或放氣通道的開啟或關閉，對臺面中心漂移進行靜態(tài)補償。本方案能夠同時對臺面中心漂移進行動態(tài)和靜態(tài)補償，自動控制臺面的靜態(tài)和動態(tài)中心位置，而且結構簡單，工作可靠，控制精度高。
文檔編號G01M7/00GK2819203SQ200520074318
公開日2006年9月20日 申請日期2005年8月5日 優(yōu)先權日2005年8月5日
發(fā)明者武元楨 申請人:蘇州試驗儀器總廠