[实用新型]一种振动试验系统有效

专利信息
申请号: 201720497493.3 申请日: 2017-05-08
公开(公告)号: CN206695967U 公开(公告)日: 2017-12-01
发明(设计)人: 杜太行;王雨;孙曙光;安建鹏;杨明 申请(专利权)人: 河北工业大学
主分类号: G01M7/02 分类号: G01M7/02
代理公司: 天津翰林知识产权代理事务所(普通合伙)12210 代理人: 赵凤英
地址: 300130 天津市红桥区*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 一种 振动 试验 系统
【说明书】:

技术领域

实用新型装置涉及一种振动试验系统。该系统采用两级控制器的连接形式,结合在振动台台面合理分布的五路传感器等模块组成闭环系统,可控制振动台进行振动并能对振动试件进行实时监测,具有灵活开放的用户开发环境和便于维护扩展的可靠连接方式。

背景技术

振动试验是将试件暴露于特定的振动环境中,鉴定其结构和性能是否可以承受预计振动环境,验证产品振动环境的适应性及预测寿命可靠性的一种必要手段。

用于振动试验的振动台从其激振方式上可分为三类:机械式振动台、电液式振动台和电磁式振动台。电磁式振动台的频率范围宽,动态范围广,易于实现自动控制,适合产生多种波形的振动,是目前使用最广泛的一种振动设备。电磁式振动台是根据电磁感应原理设计的:台体内部永磁体或励磁线圈通电产生恒定磁场,驱动线圈处于其中,通电后的驱动线圈和磁场进行相互作用,使振动台产生振动。

产品在制造、组装、运输及使用过程中所遭受的大多是随机振动环境,为了模拟真实的振动环境,振动试验系统不仅要能够提供正弦振动试验环境,而且应能够提供随机振动的试验环境,且随机振动的加速度功率谱密度曲线应符合有关振动试验的国家标准。

目前,市场上盛行的电磁式振动试验系统大致有两种连接构成形式:其中一种由控制箱和电磁式振动台组成,控制箱为基于单片机控制的变频器模块,通过控制箱旋钮或按键设定来控制振动台振动,基于该连接形式组成的振动试验系统只能实现多种形式的正弦振动;另一种采用嵌入式直接集成的DSP作为控制器或信号发生器,另配备功率放大器驱动振动台振动,采用该连接形式的振动试验系统,虽然功能有所增强,但由于集成性和封闭性,使得其运行和控制方式受产品出厂时固定,振动试验模式单一,不利于有特殊需求的用户直观方便的调整试验模式、进行开发和扩展。采用以上两种连接形式的试验台普遍还存在着以下问题:采用串行通讯或以太网口通讯方式传输数据,造成信号传输滞后、控制效果实时性不高;未采用闭环连接形式,或在闭环连接中仅设置一个传感器,很难获知准确的振动实时数据,影响对振动台的精确控制和振动试验的准确度;对试件进行振动试验时还需另外连接振动信号分析记录仪器,增加了硬件连接复杂度和经济成本。

实用新型内容

本实用新型针对上述不足,提出一种振动试验系统。该系统是面向特殊需求用户和高校科研教学人员的振动试验系统,基于电磁式振动台,采用两级控制器的连接形式,核心控制器为振动台振动波形信号设定、调整扩展系统功能和验证控制理论方法提供灵活开放的平台,且兼作振动试验的监测分析之用;二级控制器实时接收核心控制器指令并结合硬件电路精准的生成驱动振动台振动的信号;采用具备模拟量输出的多功能数据采集卡将两控制器连接,保证了核心控制器指令到二级控制器的同步传输和振动台的实时执行。且在振动台面合理分布五个传感器,并结合滤波器等模块组成闭环系统,可采集更全面准确的振动实时数据,为良好的振动试验环境提供了可靠的硬件基础。

本实用新型的技术方案为:

一种振动试验系统,该系统的组成为核心控制器模块、数据传输采集模块、二级控制器及驱动电流产生模块、电磁式振动台、传感器模块和滤波器模块;

其中,核心控制器模块与数据传输采集模块相连;数据传输采集模块分别与二级控制器及驱动电流产生模块、滤波器模块相连;传感器模块与滤波器模块相连,二级控制器及驱动电流产生模块与电磁式振动台内部的驱动线圈相连;

传感器模块的五个相互独立的加速度传感器固定在电磁式振动台的台面;

五个传感器在振动台面的位置为:第一加速度传感器位于振动台的中心,以第一加速度传感器为圆心,半径为R的圆周上,分布有第二、第三个加速度传感器,且第二、第三加速度传感器相对于圆心的夹角为90度;第二、第三加速度传感器到第一加速度传感器的连线的延长线上,分别固定有第四、第五加速度传感器,且第四、第五加速度传感器到第一加速度传感器的距离,均为R/2;

所述的核心控制器模块为工控机;

所述的数据传输采集模块为多功能数据采集卡;

所述的滤波器模块为五组八阶低通滤波器,每组八阶低通滤波器与一个加速度传感器相连,每组八阶低通滤波器还通过端子板与数据传输采集模块相连。

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