專利名稱：一種振動試驗臺和一種振動傳感器的測試方法
技術領域：
本發(fā)明涉 及振動測量領域，尤其涉及一種振動試驗臺和一種振動傳感器的測試方法。
背景技術：
隨著傳感器技術的發(fā)展，絕對振動測量、特別是超低頻絕對振動測量在振動測量領域越來越重要，而隨著超低頻加速度振動傳感器、超低頻振動速度傳感器在水輪發(fā)電機、 橋梁、隧道、地震監(jiān)測等測控領域(這些領域的振動頻率大多在0. 5Hz 200Hz之間)大批量應用，現有頻響下限高(一般只能做到20Hz)的振動試驗臺已無法滿足超低頻振動試驗。現有國內的超低頻振動試驗臺主要依靠進口，但這些試驗臺價格昂貴、體積龐大、 結構復雜、對試驗條件要求苛刻，導致大部分實驗者無法購買、使用試驗臺，即使擁有試驗臺也無法對所使用的振動傳感器進行合格檢驗和數據標定。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于解決現有技術中超低頻試驗臺價格昂貴、體積龐大、結構復雜、對試驗條件要求苛刻的技術問題。本發(fā)明提供了一種振動試驗臺，包括中央處理單元、信號發(fā)生單元、振動產生單元、標準傳感器和顯示單元；中央處理單元用于控制信號發(fā)生單元發(fā)生振動信號，并傳遞給振動產生單元產生相應振動；
標準傳感器和待測傳感器分別感應振動產生單元的振動，標準傳感器測量的標準振動信號和待測傳感器的輸出信號分別傳輸給中央處理單元，中央處理單元將標準振動信號和待測傳感器的輸出信號的比較結果傳輸給顯示單元。本發(fā)明還提供了一種振動傳感器的測試方法，包括將待測傳感器置于權1所述的振動試驗臺上；中央處理單元控制信號發(fā)生單元產生振動信號，驅動振動產生單元產生相應振動；標準傳感器和待測傳感器分別感應振動產生單元的振動，將標準傳感器測量的標準振動信號和待測傳感器的輸出信號分別傳輸給中央處理單元，中央處理單元將標準振動信號和待測傳感器的輸出信號進行比較，對待測傳感器進行合格判定，并將結果傳輸給顯示單元。。本發(fā)明提供的振動試驗臺，通過采用標準傳感器和待測傳感器同時感應振動產生單元的振動，并將各自測量的振動信號進行比較，從而對待測傳感器進行合格判定，并通過顯示單元使操作者能直接對所使用的振動傳感器進行合格檢驗和數據標定，結構簡單，便于攜帶；全智能控制，易于操作，成本也較低。


圖1為本發(fā)明提供的振動試驗臺的結構示意圖。其中，1—激振器，2——承載盤，3——標準靶盤，4——CPU, 5——正弦波信號發(fā)生器，6—信號放大器，7——標準傳感器，8——待測傳感器，9——液晶顯示屏，10—— 觸摸屏，11——電位器，12——1 232接口，71、72——標準振動位移傳感器，73——標準加速度傳感器
具體實施例方式為了使本發(fā)明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種振動試驗臺，包括中央處理單元、信號發(fā)生單元、振動產生單元、標準傳感器和顯示單元；中央處理單元用于控制信號發(fā)生單元發(fā)生振動信號，并傳遞給振動產生單元產生相應振動；
標準傳感器和待測傳感器分別感應振動產生單元的振動，標準傳感器測量的標準振動信號和待測傳感器的輸出信號分別傳輸給中央處理單元，中央處理單元將標準振動信號和待測傳感的輸出信號的比較結果傳輸給顯示單元。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用于設定振動信號數據，CPU 4將該設定的數據傳輸給信號發(fā)生單元。信號發(fā)生單元包括正弦波信號發(fā)生器5和信號放大器6。CPU 4控制正弦波信號發(fā)生器5產生之前設定的振動信號，并傳輸給信號放大器6。信號放大器6將該振動信號進行放大，傳輸給振動產生單元，以驅動振動產生單元產生相應的振動。正弦波信號發(fā)生器5的頻率步長可低至0. 1Hz，最大推力為50N。振動產生單元包括激振器1以及與激振器1的振動軸剛性連接的承載盤2和標準靶盤3。其中激振器1根據信號放大器6傳輸的數據產生振動，并帶動承載盤2和標準靶盤3發(fā)生相同的振動。激振器1的振動幅度可通過電位器11控制，電位器11連接于信號放大器6上，通過信號放大器6的負反饋對激振器1的振動幅度進行無級調節(jié)。標準傳感器7感應標準靶盤3的振動，并將測量的標準振動信號傳輸給CPU 4。本發(fā)明中，所述標準傳感器7可配接現有技術中的其它多種標準傳感器，并不僅僅限定于此。優(yōu)選情況下，標準傳感器7包括一個標準加速度傳感器73和兩個特性相同的標準振動位移傳感器71、72。其中，標準加速度傳感器73與標準靶盤3剛性連接，用于測量振動速度和振動加速度。兩個特性相同的標準振動位移傳感器71、72用于同向差動測量振動位移，以提高測量精度，抵消單個標準振動位移傳感器的溫漂。其中一個標準振動位移傳感器71同時給信號放大器 6提供一個振動相位信號，作為負反饋信號，使激振器1在0. 5-200HZ的頻率范圍內產生幅度穩(wěn)定的振動。CPU 4處理標準傳感器71、72、73測量的振動信號數據，換算成對應的振動位移峰峰值、振動速度峰值以及振動加速度峰值，作為對比的標準值。本發(fā)明中，待測傳感器8與承載盤2剛性連接，待測傳感器8直接感應承載盤2的振動，將待測傳感器8的輸出信號傳輸給CPU 4。CPU 4處理該待測傳感器8的輸出信號數據，作為對比被校值。CPU 4處理后的數據結果即標準值、被校值，可直接通過顯示單元呈現給操作者。 顯示單元即液晶顯示屏9。CPU 4內還可內置JJG 644-2003《振動位移傳感器檢定規(guī)程》、JJG 134-2003《磁電式速度傳感器檢定規(guī)程》和JJG 233-1996《壓電加速度計檢定規(guī)程》。從而，CPU 4以測量到的標準值為依據，并按照JJG 644-2003《振動位移傳感器檢定規(guī)程》對比比較測量到的被校值數據是否符合規(guī)定；類似地，CPU 4同時可根據JJG 134-2003《磁電式速度傳感器檢定規(guī)程》和JJG 233-1996《壓電加速度計檢定規(guī)程》對被校值中的振動速度、振動加速度進行合格判定，并在液晶顯示屏9上顯示出被校值與標準值的偏差量以及合格判定結果。本發(fā)明中，CPU 4上還可設有RS232結口，通過該接口將CPU 4的處理結果傳送給上位機電腦，例如進行數據檢定單的打印。

本發(fā)明提供的振動試驗臺，結構簡單、便于攜帶、測量精度高，全智能控制、傻瓜式流程操作，專家式數據分析，顯示信息容量大，實用性較強。無需依賴進口產品，能有效降低成本。采用本發(fā)明提供的振動試驗臺對振動傳感器進行測試方法，包括先將待測傳感器 8置于振動試驗臺上，并與承載盤2剛性連接。然后通過觸摸屏10設定振動信號數據，CPU 4將該設定的數據傳輸給正弦波信號發(fā)生器5，控制正弦波信號器5產生與設定數據相對應的正弦波信號。該正弦波信號輸入到信號放大器6進行放大，然后驅動激振器1發(fā)生振動， 此時可通過電位器11對激振器的振動幅度進行無級調節(jié)。激振器1帶動與其剛性連接的承載盤2和標準靶盤3發(fā)生相同的振動。標準傳感器7中的標準振動位移傳感器71、72感應標準靶盤3的振動，并將測量的振動位移傳輸給CPU 4 ；其中一個標準振動位移傳感器71反饋給信號放大器6 —個振動相位信號，使激振器1在在0. 5-200HZ的頻率范圍內穩(wěn)定振動。標準傳感器7中的標準加速度傳感器73與標準靶盤3剛性連接，測量振動速度和振動加速度，并傳輸給CPU 4。CPU 4處理測量數據，換算成對應的振動位移峰峰值、振動速度峰值以及振動加速度峰值，作為對比的標準值。待測傳感器8感應承載盤2的振動，將待測傳感器8的輸出信號傳輸CPU 4。CPU 4處理該待測傳感器8的輸出信號數據，作為對比的被校值。最后，CPU 4根據內置的檢定規(guī)程，根據標準值對被校值進行合格判定，標準值、 被校值及其偏差量以及判定結果均傳輸給液晶顯示屏9顯示。測試完成后，CPU 4可通過 RS232接口將測試結果傳送到上位機進行數據檢定單的打印。以上實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本領域技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，所作出的若干改進，也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種振動試驗臺，其特征在于，所述的振動試驗臺包括中央處理單元、信號發(fā)生單元、振動產生單元、標準傳感器和顯示單元；中央處理單元用于控制信號發(fā)生單元發(fā)生振動信號，并傳遞給振動產生單元產生相應振動；標準傳感器和待測傳感器分別感應振動產生單元的振動，標準傳感器測量的標準振動信號和待測傳感器的輸出信號分別傳輸給中央處理單元，中央處理單元將標準振動信號和待測傳感器的輸出信號的比較結果傳輸給顯示單元。
2.根據權利要求1所述的振動試驗臺，其特征在于，所述中央處理單元包括觸摸屏和 CPU，觸摸屏用于設定振動信號數據以及正弦波信號發(fā)生器的頻率；CPU用于將所設定的振動信號數據傳輸給信號發(fā)生單元，并對標準振動信號和待測傳感器的輸出信號進行比較處理。
3.根據權利要求2所述的振動試驗臺，其特征在于，CPU上還設有RS232接口，用于將 CPU的比較處理結果傳送給上位機電腦。
4.根據權利要求1所述的振動試驗臺，其特征在于，信號發(fā)生單元包括正弦波信號發(fā)生器和信號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發(fā)生器發(fā)生振動信號；信號放大器用于將發(fā)生的振動信號放大、通過電位器無極調節(jié)振幅，然后傳輸給振動產生單元。
5.根據權利要求4所述的振動試驗臺，其特征在于，振動產生單元包括激振器以及與激振器振動軸剛性連接的承載盤和標準靶盤；激振器根據振動發(fā)生單元的振動信號產生相應振動，帶動承載盤和標準靶盤發(fā)生相同的振動。
6.根據權利要求5所述的振動試驗臺，其特征在于，包含一個標準加速度傳感器和兩個特性相同的標準振動位移傳感器的標準傳感器，感應標準靶盤的振動，并將測量的標準振動信號傳輸給中央處理單元；與承載盤剛性連接的待測傳感器，感應承載盤的振動，并將待測傳感器的輸出信號傳輸給中央處理單元。
7.根據權利要求6所述的振動試驗臺，其特征在于，標準加速度傳感器與標準靶盤剛性連接，用于測量振動速度和振動加速度。
8.根據權利要求6所述的振動試驗臺，其特征在于，兩個特性相同的標準振動位移傳感器用于同向差動測量振動位移。
9.根據權利要求8所述的振動試驗臺，其特征在于，其中一個標準振動位移傳感器給信號放大器提供振動相位信號，用于保證激振器在0. 5-200HZ的頻率范圍內產生幅度穩(wěn)定的振動。
10.一種振動傳感器的測試方法，包括將待測傳感器置于權1所述的振動試驗臺上；中央處理單元控制信號發(fā)生單元產生振動信號，驅動振動產生單元產生相應振動；標準傳感器和待測傳感器分別感應振動產生單元的振動，將標準傳感器測量的標準振動信號和待測傳感器的輸出信號分別傳輸給中央處理單元，中央處理單元將標準振動信號和待測傳感器的輸出信號進行比較，對待測傳感器進行合格判定，并將結果傳輸給顯示單元。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種振動試驗臺，包括中央處理單元、信號發(fā)生單元、振動產生單元、標準傳感器和顯示單元；中央處理單元用于控制信號發(fā)生單元發(fā)生振動信號，并傳遞給振動產生單元產生相應振動；標準傳感器和待測傳感器分別感應振動產生單元的振動，標準傳感器測量的標準振動信號和待測傳感器輸出的信號分別傳輸給中央處理單元，中央處理單元將標準振動信號和待測傳感器的輸出信號的比較結果傳輸給顯示單元。本發(fā)明還提供了采用該振動試驗臺對振動傳感器進行測試的方法。本發(fā)明的振動試驗臺，結構簡單，便于攜帶；全智能控制，易于操作，成本也較低。
文檔編號G01H17/00GK102221401SQ20111009511
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月15日 優(yōu)先權日2011年4月15日
發(fā)明者易孟良 申請人:易孟良