CN1019418B

CN1019418B - 运动目标速度模拟器

Info

Publication number: CN1019418B
Application number: CN 89108467
Authority: CN
Inventors: 李俊杰
Original assignee: SHANGHAI MEASUREMENT TECHNOLOGY INST
Current assignee: SHANGHAI MEASUREMENT TECHNOLOGY INST
Priority date: 1989-11-06
Filing date: 1989-11-06
Publication date: 1992-12-09
Also published as: CN1045650A

Abstract

一种用来检定多普勒雷达测速仪的准确度的运动目标速度模拟器，属计量标准仪器，本模拟器检定测速仪的速度范围很宽，精度高，结构小，成本低，标准溯源方便。本模拟器采用金属膜平面活塞振动的扬声器式结构的换能器将电振荡信号转换成机械振动信号，作为运动目标的多普勒频效的模拟频率，将此作为标准频率来检定测速仪的准确度。电振荡的频率由数字显示频率计显示。本模拟器还适用于检测雷达对静止目标与运动目标的分辨能力。

Description

一种用来检定多普勒雷达测速仪的准确度的运动目标速度模拟器。属一种计量标准仪器。

目前，用来检定多普勒雷达测速仪的准确度的运动目标速度模拟器的种类很多，其中的原理都是采用一个换能器将电振荡信号转换成机械振动的信号。将其作为运动目标的多普勒频效的模拟频率。以此模拟频率作为标准频率来检定测速仪的准确度，所不同的仅是使用了不同的换能器，例如：利用PIN二极管（USP.3935573）;利用音叉（USP.3108275）;利用调速管（USP.3103010）;利用循环器（USP.3329953）;利用旋转装置（DE.2929814）等作为换能器的多普勒雷达信号模拟器，这些种类的换能器各有其缺点，用音叉作换能器，音叉本身要定期检定，而检定音叉振荡的标准设备较复杂，音叉频率难以做到很高，而且音叉振荡是阻尼振荡，每次激励后，维持时间不长，使用不便;采用旋转装置的换能器，用步进电机加上变速箱调节其叶片的旋转速度，依靠叶片的转速来模拟运动速度，其设备结构复杂，体积庞大，造价昂贵，而且由于旋转叶片产生的是脉冲调制波，不是连续波，影响了检测准确度，它的标准溯源较困难;采用调速管变频的换能器，由于产生二次谐波而影响测量精度。而且调速管很易烧坏。

本发明的目的是设计一种模拟频率在很宽的范围内线性可调，并且是连续波，可检定测速仪的速度范围很宽，精度高、结构简单、体积小、成本低、标准溯源方便、功耗低及交直流二用的检定多普勒雷达测速仪的准确度的运动目标速度模拟器，它的换能器是采用金属膜平面活塞振动的扬声器，本技术已申请了实用新型专利（专利申请号：89208729）。

本发明由电振荡部件、机械振动部件及频率计数器组成。电振荡部件由电源、振荡器、功放器及换能器中的电磁部件组成。机械振荡部件由换能器中的传动圈及蜂窝皱纹金属膜平板组成。根据金属膜平面活塞振动的原理，采用扬声器式的结构上置一个蜂窝皱纹金属膜平板作为换能器，将电振荡信号转换成机械振动的信号，用此信号作为运动目标的多普勒频效的模拟频率，该模拟频率就作为标准频率，来检定测速仪的准确度。使用时将多普勒雷达测速仪对准本模拟器中换能器的正视面（相距0.1～2米），测速仪根据多普勒效应，就能测出该换能器上的机械振动频率是否与其所测到的速度相对应，如有偏差就可校正测速仪，直至与作为标准的机械振动频率相对应，本发明中的振荡频率由振荡器后接的数字显示频率计（5×10^-6）直接显示，由于该振荡频率直接影响了检定的精度。因此该数字显示频率计要定期进行溯源，其溯源方法用5×10^-7的频率计进行计量检定即可。

下面结合附图对本发明的结构详述如下：

图1：运动目标速度模拟器的操作器外壳图;

图2：运动目标速度模拟器的换能器外壳图;

图3：运动目标速度模拟器电原理方框图;

图4：运动目标速度模拟器电原理线路图;

图5：运动目标速度模拟器换能器结构图;

图6：换能器正视图。

（1）操作器外壳（2）换能器外壳

（3）数字显示器（4）频率波段开关K₁

（5）频率调节电位器R₁（6）电源开关

（7）振幅调节电位器W₂（8）蜂窝皱纹金属膜平板

（9）上连接圈（10）传动圈

（11）下连接圈（12）线圈

（13）磁钢（14）支架

（15）换能器

本速度模拟器由电振荡讯号转换成机械振荡讯号的原理是：由电振动部件中的电源提供振荡器工作后产生的电振荡讯号一路到数字显示频率计、由它的数字显示器（3）直接显示该频率，另一路经功放器后传输到扬声器式结构的换能器（15）上的电磁部件，电磁部件由线圈（12）及磁钢（13）组成。它与普通扬声器中的线圈及磁钢结构相同。该电磁部件通过支架（14）与换能器上的机械振动部件相连。电磁部件上的电振荡讯号使换能器（15）上的机械振动部件产生机械振荡，机械振部件由传动圈（10）及蜂窝皱纹金属膜平板（8）组成，该机械振荡频率与电振荡的频率是一致的，频率的高低可由振荡器中的频率波段开关K₁（4）的粗调及频率调节电位器R₁（5）的细调连续调节，调节的范围在100～15000HZ，相当模拟15～500km/h（当发射频率在10525MHZ时）的运动速度范围。调节频率的分辨能力为1HZ，当测速仪的发射频率在10525MHZ时，检定测速仪的准确度达±0.05km/h，当发射频率在35000MHZ时，准确度达±0.01km/h。电振荡的振幅可由功放器中的振幅调节电位器W₂（7）调节。

换能器（15）由蜂窝皱纹金属膜平板（8）、上连接圈（9）、传动圈（10）、下连接圈（11）、线圈（12）、磁钢（13）、支架（14）组成，上连接圈（9）是连接支架（14）及蜂窝皱纹金属膜平板（8）用，下连接圈（10）是连接传动圈（10）及线圈（12）用。

本发明中的电源可直接用直流电源提供，也可用交流220V经整流稳压后提供，电源开关（6）通断电源用。

本发明中的电源、数字显示频率计、振荡器及功放器部件装在操作器外壳（1）内，换能器装在换能器外壳（2）内。各类操作按钮均装在操作器外壳（1）上。

本发明的电原理框图举一个电路的实施例（图4所示）：电源用±6V。振荡器由频率调节电位器R₁、频率波段开关K₁、电阻R₂-R₇、电容C₁-C₅、电位器W₁及集成块M₁组成，M₁用SG8038，数字显示频率计用5×10^-5的。功放器由振幅调节电位器W₂，电阻R₈-R₁₀，电容C₆-C₈、C₁₀-C₁₂，二极管D₁及集成块M₂组成，M₂用SG31。换能器是在扬声器式的结构上置一个蜂窝皱纹金属膜平板。

本发明中使用的换能器是金属膜平面活塞振动扬声器，它的特点是速度模拟范围宽，（几公里/每小时～500公里/小时）;换能器转换频率失真小，转换误差＜1HZ;反射面积大，振幅可随意调节，改善了测试条件;制造方便;造价低;测试精度高;体积小;功耗低;使用方便。它既可作为检定多普勒雷达测速仪的准确度的运动目标速度模拟器，也可用于模拟运动着的目标来检测雷达对静止目标与运动目标的分辨能力，是一种便于推广的新颖精密计量标准仪器。

Claims

1、一种运动目标速度模拟器，由电振荡部件、机械振动部件及频率计数器组成，电振荡部件中的振荡器的电振荡信号一路送到频率计，另一路送到换能器，其特征在于换能器是一种金属膜平面活塞振动的扬声器式结构，换能器中线圈(12)及磁钢(13)组成的电磁部件通过支架(14)与换能器中的由传动圈(10)及蜂窝皱纹金属膜平板(8)组成的机械振动部件相连。

2、如权利要求1所述的运动目标速度模拟器，其特征在于换能器中的蜂窝皱纹金属膜平板（8）通过上连接圈（9）与支架（14）相连，传动圈（10）通过下连接圈（11）与线圈（12）相连。