[发明专利]一种垂向振动测试装置

说明书

本发明公开了一种垂向振动测试装置，包括：受力调节机构、弹簧振子、限位装置、测试模块、电机和支撑装置。本发明通过簧片的限制和试件受力调节机构，使试件产生较为纯净的垂向振动。与现有同类装置相比，本发明使试件产生的垂向振动有了很大的改善。其中的试件受力调节机构可以对试件受力的作用线以及质心进行精确的调节，解决了现有振动测试装置中力的作用线和质心不能进行联调的缺陷。此外，利用簧片来限制由于加工误差以及安装误差引起的试件在非敏感轴以外自由度上的运动，解决了现有振动测试装置交叉耦合较大的缺陷。

技术领域

本发明属于环境试验技术领域，更具体地，涉及一种垂向振动测试装置。

背景技术

垂向振动测试装置广泛用于惯性传感器的振动测试，比如加速度传感器垂向标度因子的标定，重力梯度仪共模抑制比的测量等。随着对上述传感器性能要求的提高，现实需求对垂向振动测试装置的振动水平也提出了更为苛刻的要求。就单轴重力梯度仪(敏感轴沿铅垂向)而言，可以将其外部振动噪声分为垂向振动和除垂向以外的其他自由度的振动，二者分别以共模噪声和交叉耦合噪声的形式作用到重力梯度仪的输出端，显然，无法区分输出结果哪一部分来自共模噪声，哪一部分来自由交叉耦合噪声。因此，要准确地评估共模噪声对重力梯度仪的影响，即测出共模抑制比，就要从系统的输入出发：在激励重力梯度仪做垂向振动时，尽可能不让其在其他自由度上振动。

现有的技术中，我们可以通过给多自由振动测试装置输入垂向激励信号的方式来实现对被测试件的垂向激励，但是，由于多自由度振动测试装置交叉耦合较大，无法使试件产生较纯净的垂向振动。一些单自由度振动测试装置也能实现垂向的振动，但是它们仍存在一定的问题，现有技术多是通过限制导杆的自由度，并把被测试件与导杆固连在一起的方式来实现对被测试件的单自由度激励，其垂向振动的精度就取决于导杆与试件的安装精度，而现有的安装精度无法满足重力梯度仪共模抑制比测试实验的需求。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种交叉耦合系数小，振动较为纯净的垂向振动测试装置，旨在解决现有振动测试装置中力的作用线和质心不能进行联调的问题。

本发明提供了一种垂向振动测试装置，包括：弹簧振子、电机、限位装置、受力调节机构、测试模块和支撑装置；所述电机用于为垂向激振测试装置中的弹簧振子做受迫振动所需要的驱动力；所述限位装置用于限制试件的水平运动；所述受力调节机构用于精确调节试件受力的作用线和试件的质心，使试件受力的作用线沿铅垂向并且过试件的质心；所述测试模块用于测试试件的倾斜角和试件的加速度大小，并根据测试的结果对所述受力调节机构做相应的调节；所述支撑装置用于支撑和连接垂向振动测试装置的各个模块，使其构成一个整体。

更进一步地，限位装置包括：第一簧片和第二簧片；所述第一簧片和所述第二簧片分别位于试件的上、下两端，用于限制试件的水平运动提高振动测试装置的交叉耦合。

更进一步地，受力调节机构包括：XY位移台、质心调节机构和水平调节机构；所述XY位移台的一端固定在支撑板上，XY位移台的另一端连接直管，用于调节位于其上端部件的位置；所述质心调节机构用于对试件的质心进行调节；所述水平调节机构用于调节第一簧片和第二簧片的水平。

更进一步地，质心调节机构包括：滑块、丝杠、外上板、螺纹杆以及螺帽；所述螺帽的一端与钢丝绳安装件固定的钢丝绳的一端相连，所述螺帽的另一端与螺纹杆相连，螺纹杆下端连接外上板，外上板上边呈径向均布四组滑块和丝杠，通过调节滑块在丝杠上的位置即可实现对试件的质心进行调节。