專利名稱：一種用于慣性儀表檢測的全自動(dòng)線振動(dòng)臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可在不同的設(shè)定溫度下自動(dòng)對(duì)加速度計(jì)進(jìn)行測試、校準(zhǔn)的線振動(dòng)臺(tái)，屬測試技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
線振動(dòng)臺(tái)可以給慣性系統(tǒng)和慣性元件提供高精度的輸入加速度，常用于對(duì)加速度計(jì)等慣性儀表進(jìn)行檢測、標(biāo)定以及建立相應(yīng)的誤差模型。但現(xiàn)有的線振動(dòng)臺(tái)均不能根據(jù)需要設(shè)定檢測溫度，而慣性儀表的測量結(jié)果是受溫度影響的，因此傳統(tǒng)線振動(dòng)臺(tái)并不能對(duì)加速度計(jì)等慣性儀表進(jìn)行精確檢測和標(biāo)定，有必要加以改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足、提供一種可消除溫度影響的、用于慣性儀表檢測的全自動(dòng)線振動(dòng)臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)加速度計(jì)等慣性儀表的精確檢測和標(biāo)定。本實(shí)用新型所稱問題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種用于慣性儀表檢測的全自動(dòng)線振動(dòng)臺(tái)，由振動(dòng)臺(tái)和測控裝置構(gòu)成，所述振動(dòng)臺(tái)包括底座、水平滑板、永磁同步直線電機(jī)、直線光柵尺和高低溫溫箱；所述水平滑板通過滑塊和導(dǎo)軌與底座滑動(dòng)連接；所述直線電機(jī)初級(jí)和直線電機(jī)次級(jí)分別與水平滑板和底座固定連接；所述直線光柵尺固定在直線電機(jī)次級(jí)上，其讀數(shù)頭固定在直線電機(jī)初級(jí)上；所述高低溫溫箱安裝在水平滑板上，其內(nèi)部安裝待測試的加速度計(jì)；直線電機(jī)和高低溫溫箱的控制端以及直線光柵尺的信號(hào)輸出端均與測控裝置電連接。上述用于慣性儀表檢測的全自動(dòng)線振動(dòng)臺(tái)，所述測控裝置包括測控計(jì)算機(jī)、直線電機(jī)控制器、加速度計(jì)測試單元和溫度控制器，直線光柵尺的輸出信號(hào)經(jīng)細(xì)分電路接直線電機(jī)控制器的輸入端，直線電機(jī)控制器輸出的控制信號(hào)經(jīng)功率放大器驅(qū)動(dòng)直線電機(jī)，加速度計(jì)測試單元的輸入端接加速度計(jì)的輸出端，輸出端接測控計(jì)算機(jī)，測控計(jì)算機(jī)輸出的加速度指令送至直線電機(jī)控制器，其輸出的溫度控制信號(hào)經(jīng)溫度控制器控制高低溫溫箱。上述用于慣性儀表檢測的全自動(dòng)線振動(dòng)臺(tái)，所述高低溫溫箱的制冷壓縮機(jī)安裝在高低溫溫箱的外部，其冷媒接口通過密封轉(zhuǎn)接閥與高低溫溫箱的冷媒管路連接。上述用于慣性儀表檢測的全自動(dòng)線振動(dòng)臺(tái)，所述高低溫箱的溫度控制范圍為-55°C 100 °C。本實(shí)用新型將線振動(dòng)臺(tái)、高低溫溫箱、加速度計(jì)測試單元結(jié)合在一起，構(gòu)建了一個(gè)全自動(dòng)的測試系統(tǒng)，高低溫溫箱為加速度計(jì)提供不同的溫度環(huán)境，以便在不同的溫度下對(duì)加速度計(jì)進(jìn)行標(biāo)定，提高其標(biāo)定的準(zhǔn)確性。此外，本實(shí)用新型還可減少加速度計(jì)測試的工作量，提高加速度計(jì)的測試效率。
以下結(jié)合附圖
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。[0011]圖I是本實(shí)用新型的系統(tǒng)組成示意圖；圖2是振動(dòng)臺(tái)的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實(shí)用新型控制軟件的工作流程圖。圖中各標(biāo)號(hào)為1、直線電機(jī)初級(jí)；2、直線電機(jī)次級(jí)；3、直線光柵尺；4、讀數(shù)頭；5、導(dǎo)軌；6、水平滑板；7、溫箱；8、加速度計(jì)；9、滑塊；10、底座。
具體實(shí)施方式
參看圖I、圖2，本實(shí)用新型包括永磁同步直線電機(jī)(由直線電機(jī)初級(jí)I和直線電機(jī)次級(jí)2組成)、高低溫溫箱7、直線光柵尺3、加速度計(jì)測試單元、直線電機(jī)控制器、測控計(jì)算機(jī)、水平滑板6、滑塊9、導(dǎo)軌5、底座10、讀數(shù)頭4。直線電機(jī)次級(jí)2固定在線振動(dòng)臺(tái)的底座10上，水平滑板6用于連接直線電機(jī)初級(jí)I和滑塊9，并且水平滑板6上面安裝高低溫溫箱
7,線振動(dòng)臺(tái)的工作臺(tái)面安裝于高低溫溫箱7里面，加速度計(jì)8安裝于工作臺(tái)面上?；瑝K9用于將水平滑板6支撐在兩個(gè)直線導(dǎo)軌5上，這兩個(gè)直線導(dǎo)軌固定在底座10上，它們起到支撐滑塊9的作用。溫箱7和工作臺(tái)面隨著直線電機(jī)初級(jí)I一起運(yùn)行。溫箱7箱體與壓縮機(jī)之間通過密封轉(zhuǎn)接閥連接，測控計(jì)算機(jī)通過溫度控制器控制溫箱7的溫度控制器和壓縮機(jī)的運(yùn)行，保證加速度計(jì)8處于設(shè)定的測試溫度。高低溫溫箱的溫度控制范圍為_55°C 100°C;直線光柵尺3作為位置反饋元件安裝在線振動(dòng)臺(tái)的底座10上，直線電機(jī)控制器根據(jù)直線光柵尺3輸出的脈沖信號(hào)與指令信號(hào)的值輸出電機(jī)控制信號(hào)，電機(jī)控制信號(hào)經(jīng)功率放大器放大后控制直線電機(jī)的運(yùn)行，加速度計(jì)測試單元對(duì)加速度計(jì)8的測量信號(hào)進(jìn)行處理得到測試結(jié)果。高低溫溫箱7為加速度計(jì)測試提供溫度環(huán)境條件，溫箱7的控制部分及壓縮機(jī)部分與溫箱箱體分開，箱體與壓縮機(jī)之間的管路用一個(gè)密封轉(zhuǎn)接閥連接，保證冷媒在箱體與壓縮機(jī)之間的暢通。這種結(jié)構(gòu)便于隔離制冷壓縮機(jī)的工作振動(dòng)。線振動(dòng)臺(tái)為加速度計(jì)提供加速度輸入，也就是提供振動(dòng)的幅值和頻率的輸入。線振動(dòng)臺(tái)裝有高精度光柵尺作為位置反饋元件，其輸出脈沖信號(hào)的頻率與實(shí)際的位置成正t匕。光柵尺的脈沖為I個(gè)/I微米，經(jīng)細(xì)分電路倍頻后分辨率可達(dá)32個(gè)/微米。指令信號(hào)與反饋信號(hào)相比較后由直線電機(jī)控制器輸出控制信號(hào)，經(jīng)功率放大器后控制電機(jī)直線運(yùn)行。直線電機(jī)控制器可根據(jù)指令速率的大小自動(dòng)設(shè)置光柵尺信號(hào)的細(xì)分倍數(shù)，速率較低時(shí)，采用較大的細(xì)分倍數(shù)，以提高測量精度；速率較高時(shí)，采用較小的細(xì)分倍數(shù)，以提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。由此可以實(shí)現(xiàn)很寬的速率范圍和很高的速率精度。加速度計(jì)輸出的模擬信號(hào)引入到加速度計(jì)測試單元的模擬輸入通道，每路信號(hào)再經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路送入16位的高精度A/D采集卡，由此可將加速度計(jì)的輸出信號(hào)精確轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后將數(shù)字信號(hào)送入測控計(jì)算機(jī)中進(jìn)行保存和處理。在不同的溫度環(huán)境和加速度下，將變換后的加速度計(jì)輸出數(shù)據(jù)按規(guī)定的方法進(jìn)行計(jì)算。本實(shí)用新型的控制軟件流程是如圖3所示，首先測控計(jì)算機(jī)根據(jù)加速度計(jì)的測試信號(hào)，對(duì)高低溫溫箱7進(jìn)行溫度和濕度的設(shè)置，然后采集溫箱溫度和濕度，當(dāng)采集的溫度和濕度達(dá)到精度要求后，測控計(jì)算機(jī)再給線振動(dòng)臺(tái)發(fā)送幅值指令和頻率指令，即加速度指令，光柵尺反饋的信號(hào)經(jīng)過細(xì)分電路倍頻后，送入直線電機(jī)控制器用于閉環(huán)控制和計(jì)算反饋信息的幅值和頻率，當(dāng)幅值和頻率達(dá)到一定精度范圍內(nèi)再延時(shí)3秒以確保線振動(dòng)臺(tái)穩(wěn)定下來，測控計(jì)算機(jī)給加速度計(jì)測試單元發(fā)送采集數(shù)據(jù)的命令，這時(shí)加速度計(jì)測試單元開始采集加速度計(jì)的輸出數(shù)據(jù)，并按照測試要求采集2分鐘數(shù)據(jù)后，測控計(jì)算機(jī)再給加速度計(jì)測試單元發(fā)送停止數(shù)據(jù)采集的命令，并向線振動(dòng)臺(tái)發(fā)送下一組測試需要的幅值和頻率，根據(jù)線振動(dòng)臺(tái)光柵尺的信息判斷達(dá)到一定幅值和頻率精度后，延時(shí)3秒鐘確保線振動(dòng)臺(tái)穩(wěn)定后再次通知加速度計(jì)測試單元開始2分鐘數(shù)據(jù)采集，測控計(jì)算機(jī)完成測試工作后退出控制軟件。本實(shí)用新型在具體實(shí)施時(shí)，要先將線振動(dòng)臺(tái)控制端口的波特率設(shè)置為119200kbps，一位停止位，無奇偶校驗(yàn)位，測控計(jì)算機(jī)根據(jù)線振動(dòng)臺(tái)的硬件要求每間隔100毫秒分別給溫度控制器和線直線電機(jī)控制器發(fā)送10個(gè)字節(jié)，給溫箱的數(shù)據(jù)表示溫度和濕度，給直線電機(jī)控制器的數(shù)據(jù)表示幅值和頻率，高低溫溫箱和直線電機(jī)控制器接收到指令并執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，溫度控制器和直線電機(jī)控制器每隔500毫秒給測控計(jì)算機(jī)分別發(fā)送一組10個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，從而可以知道當(dāng)前溫箱的溫度、濕度、線振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)幅值和頻率，測控計(jì)算機(jī)依據(jù)控制器傳送的反饋信息，當(dāng)線振動(dòng)臺(tái)達(dá)到精度范圍內(nèi)后，延時(shí)3秒鐘后開始數(shù)據(jù)米集。測試開始前，用戶可以根據(jù)測試的過程設(shè)置溫箱溫度、保濕時(shí)間，開始測試后，軟件會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，按照用戶配置的測試項(xiàng)目自動(dòng)開始測試，完成一個(gè)測試項(xiàng)目后，自動(dòng)切換到下一個(gè)測試項(xiàng)目，依次完成所有測試項(xiàng)目后，軟件退出程序。
權(quán)利要求1.一種用于慣性儀表檢測的全自動(dòng)線振動(dòng)臺(tái)，其特征是，它由振動(dòng)臺(tái)和測控裝置構(gòu)成，所述振動(dòng)臺(tái)包括底座(10)、水平滑板(6)、永磁同步直線電機(jī)、直線光柵尺(3)和高低溫溫箱(7)，所述水平滑板(6)通過滑塊(9)和導(dǎo)軌(5)與底座(10)滑動(dòng)連接；所述直線電機(jī)初級(jí)(I)和直線電機(jī)次級(jí)(2 )分別與水平滑板(6 )和底座(10 )固定連接；所述直線光柵尺(3 )固定在直線電機(jī)的直線電機(jī)次級(jí)(2 )上，其讀數(shù)頭(4 )固定在直線電機(jī)的直線電機(jī)初級(jí)(I)上；所述高低溫溫箱(7)安裝在水平滑板(6)上，其內(nèi)部安裝待測試的加速度計(jì)(8);直線電機(jī)和高低溫溫箱(7)的控制端以及直線光柵尺(3)的信號(hào)輸出端均與測控裝置電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述用于慣性儀表檢測的全自動(dòng)線振動(dòng)臺(tái)，其特征是，所述測控裝置包括測控計(jì)算機(jī)、直線電機(jī)控制器、加速度計(jì)測試單元和溫度控制器，直線光柵尺(3)的輸出信號(hào)經(jīng)細(xì)分電路接直線電機(jī)控制器的輸入端，直線電機(jī)控制器輸出的控制信號(hào)經(jīng)功率放大器驅(qū)動(dòng)直線電機(jī)，加速度計(jì)測試單元的輸入端接加速度計(jì)(8)的輸出端，輸出端接測控計(jì)算機(jī)，測控計(jì)算機(jī)輸出的加速度指令送至直線電機(jī)控制器，其輸出的溫度控制信號(hào)經(jīng)溫度控制器控制高低溫溫箱(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述用于慣性儀表檢測的全自動(dòng)線振動(dòng)臺(tái)，其特征是，所述高低溫溫箱的制冷壓縮機(jī)安裝在高低溫溫箱(7)的外部，其冷媒接口通過密封轉(zhuǎn)接閥與高低溫溫箱(7)的冷媒管路連接。
專利摘要一種用于慣性儀表檢測的全自動(dòng)線振動(dòng)臺(tái)，它由振動(dòng)臺(tái)和測控裝置構(gòu)成，所述振動(dòng)臺(tái)包括底座、水平滑板、永磁同步直線電機(jī)、直線光柵尺和高低溫溫箱，所述水平滑板通過滑塊和導(dǎo)軌與底座滑動(dòng)連接；所述直線電機(jī)初級(jí)和直線電機(jī)次級(jí)分別與水平滑板和底座固定連接；所述直線光柵尺固定在直線電機(jī)的次級(jí)上，其讀數(shù)頭固定在直線電機(jī)的初級(jí)上；所述高低溫溫箱安裝在水平滑板上，其內(nèi)部安裝待測試的加速度計(jì)；直線電機(jī)和高低溫溫箱的控制端以及直線光柵尺的信號(hào)輸出端均與測控裝置電連接。本實(shí)用新型可在不同的溫度下對(duì)加速度計(jì)進(jìn)行標(biāo)定，提高了標(biāo)定的準(zhǔn)確性。此外，本實(shí)用新型還可減少加速度計(jì)測試的工作量，提高加速度計(jì)的測試效率。
文檔編號(hào)G01P21/00GK202815013SQ20122026230
公開日2013年3月20日 申請日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者姚秀明 申請人:華北電力大學(xué)(保定)