CN105136418B - 微干扰力矩模拟系统振动特性测试分析装置 - Google Patents

微干扰力矩模拟系统振动特性测试分析装置 Download PDF

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Abstract

一种微干扰力矩模拟系统振动特性测试分析装置，包括仪表平台转接安装板、六分力测量系统、活动部件及其转接安装系统、三向振动测量系统、数据采集与控制系统和数据处理上位机系统，数据采集与控制系统安装在气浮仪表平台上；活动部件及其转接安装系统将待测设备或单机固定在六分力测量系统上，六分力测量系统采集试验件对平台的力/力矩输出，通过三向振动测量系统测量活动部件的振动及振动的传递关系，数据采集与控制系统监控活动部件的运转并采集数据，将采集的信号进行实时或者离线分析显示，并通过无线通讯方式将数据存储为文件上传至数据处理上位机系统。本发明具有原理简单、固有频率高、便于工程实现等优点。

Description

微干扰力矩模拟系统振动特性测试分析装置
技术领域
本发明涉及测量技术，具体涉及一种微干扰力矩模拟系统振动特性测试分析装置。
背景技术
地面仿真技术在空间飞行器的研制过程中具有重要的意义，气浮台作为全物理仿真的核心设备，使用过程中的一项关键任务就是测试卫星活动部件对星体的影响，从而设计相应的补偿或控制措施，为实现卫星的高精度、高可靠性提供解决方案。
经检索文献发现，中国发明专利申请号：CN201310436859，专利名称为一种柔性梁末端振动特性测试装置及测试方法，由操作平台、工作台、直线滑台、可调节支架、柔性梁、末端质量体、阻尼可调节装置及其控制系统等组成，能有效测试梁末端质量体的振动特性。但是该装置不适用于气浮台上活动部件的测量。
中国发明专利申请号：CN201210532154，专利名称为基础平动柔性梁振动特性测试装置及方法，包括操作平台、位移平台、固定支架、柔性梁、压电薄膜传感器、电荷放大器、信号分析系统、计算机及控制器，能够研究电驱动基础平动作用下柔性结构的振动特性，以及振动对基础和执行机构定位和稳定性的耦合作用，对结构的优化设计及振动控制具有指导意义。
发明内容
基于以上不足之处，本发明的目的在于提供一种微干扰力矩模拟系统振动特性测试分析装置。
本发明采用以下技术方案予以实现：
一种微干扰力矩模拟系统振动特性测试分析装置，包括仪表平台转接安装板、六分力测量系统、活动部件及其转接安装系统、三向振动测量系统、数据采集与控制系统和数据处理上位机系统；仪表平台转接安装板安装在气浮仪表平台上，六分力测量系统安装在仪表平台转接安装板上，活动部件及其转接安装系统安装在六分力测量系统上，三向振动测量系统安装在活动部件及其转接安装系统上，数据采集与控制系统安装在气浮仪表平台上，数据处理上位机系统安装在气浮仪表平台旁边的地基上；工作时，活动部件及其转接安装系统将待测设备或单机固定在六分力测量系统上，六分力测量系统采集试验件对平台的力/力矩输出，通过三向振动测量系统测量活动部件的振动及振动的传递关系，数据采集与控制系统监控活动部件的运转并采集数据，将采集的信号进行实时或者离线分析显示，并通过无线通讯方式将数据存储为文件上传至数据处理上位机系统。
本发明还具有以下技术特征：
1、所述六分力测量系统由六分量力传感器平台和电荷放大器组成，
2、所述三向振动测量系统由多组三向振动传感器和单向传感器组成。
本发明具有原理简单、固有频率高、便于工程实现等优点。
附图说明
图1是三轴气浮台同步举升及安全保护装置结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种微干扰力矩模拟系统振动特性测试分析装置与方法，包括仪表平台转接安装板1、六分力测量系统2、活动部件及其转接安装系统3、三向振动测量系统4、数据采集与控制系统5和数据处理上位机系统6；仪表平台转接安装板1安装在仪表平台上，六分力测量系统2安装在仪表平台转接安装板1上，活动部件及其转接安装系统3安装在六分力测量系统2上，三向振动测量系统4安装在活动部件及其转接安装系统3上，数据采集与控制系统5安装在仪表平台上，数据处理上位机系统6安装在仪表平台旁边的地基上；工作时，活动部件及其转接安装系统3将待测设备或单机固定在六分力测量系统2上，六分力测量系统2采集试验件对平台的力/力矩输出，通过三向振动测量系统4测量活动部件的振动及振动的传递关系，数据采集与控制系统5监控活动部件的运转并采集数据，将采集的信号进行实时或者离线分析显示，并通过无线通讯方式将数据存储为文件上传至数据处理上位机系统6。
三向振动测量系统4由多组三向振动传感器和单向传感器组成，选用不同公司、不同工作原理的多种传感器，可以适应各种不同工况的测量，增加系统的多样性以及数据的可对比性，从而可以更准确，更有针对性地测量活动部件的振动及振动的传递关系。单向传感器(单轴的振动传感器)可以适用于用户在待测产品测试过程中，可以对产品某个部位的单个方向的振动重点测量。加速度传感器使用专用胶水牢固地贴在产品表面上，在测试过程中不会脱落而对产品造成影响；加速度传感器的信号线采用具有弹性和韧性的传输线。
活动部件及其转接安装系统3中的活动部件就是待测设备或单机，其转接系统就是待测设备或单机的夹具，该夹具可以将待测设备或单机固定在夹具安装面上，夹具的下方整体固定在六分力测试系统2之上。该夹具的设计需要根据产品的外形和安装方式专门设计，可以根据客户所要求的，在一定的频率范围传递客户需要测量的相关力学特性。
六分力测量系统2负责采集试验件对平台的力/力矩输出，其由一个六分量力传感器平台和电荷放大器构成；其设计选型上需要尽量降低系统质量，从而提高系统的固有频率，避免系统对高频信号的“吸收”。同时，它还是振动测量的验证，在振动测量的同时对活动部件作用在气浮台本体上的作用力/力矩进行测量，为研究活动部件模态提供有效的手段。
数据采集与控制系统5负责采集数据及监控活动部件的运转；可以将采集的信号进行实时或者离线分析显示，并将数据存储为文件及上传至数据处理上位机系统6。
数据处理上位机系统6可以和数据采集与控制系统5实现无线通讯，完成人机交互，数据的传输、存储、显示、回放等功能。
实施例2
三向振动测量系统具有可同时测量活动部件不同被测点的x、y、z方向和某个方向振动幅值的功能。所选传感器支持IEPE其直接输出可测量的电压信号，直接送给PXI系统进行数据采集，PXI系统可根据电压信号的大小在软件上选择不同的增益获得更好的测量效果。多个振动传感器根据需要可以粘贴在活动部件不同部位上，测试活动部件的振动特性传递特性，分析薄弱环节，为活动部件的减振优化设计提供详细数据参考。
实施例3
关于设备选型，可以采用目前市场上比较成熟的产品。比如，六分力测量系统可以采用瑞士奇石乐的9255C三分量测力传感器，该测力传感器采用压电晶体作为敏感器件，在动态和静态工作状态下，该传感器可以用来测量控制力矩陀螺工作时在三个相互垂直方向的作用力和力矩，包括六个分量。
三向振动测量系统中的震动传感器可以选用瑞士奇石乐(KISTLER)和美国PCB公司的三向/单向振动传感器。比如，奇石乐8688A50T，奇石乐8688A5T，PCB公司的356-B18等传感器。
实施例4
本装置工作具体步骤如下：
1、将待测设备或单机通过活动部件及其转接安装系统3固定在六分力测量系统2上；将三向振动测量系统4安装在活动部件及其转接安装系统3上；
2、给系统通电、通气；
3、系统开始运行后，数据采集与控制系统5监控活动部件的运转并采集数据，将采集的信号进行实时或者离线分析显示，并通过无线通讯方式将数据存储为文件上传至数据处理上位机系统6。

Claims (3)

1.一种微干扰力矩模拟系统振动特性测试分析装置，包括仪表平台转接安装板、六分力测量系统、待测设备及其转接安装系统、三向振动测量系统、数据采集与控制系统和数据处理上位机系统；其特征在于，仪表平台转接安装板安装在气浮仪表平台上，六分力测量系统安装在仪表平台转接安装板上，待测设备及其转接安装系统安装在六分力测量系统上，三向振动测量系统安装在待测设备及其转接安装系统上，数据采集与控制系统安装在气浮仪表平台上，数据处理上位机系统安装在气浮仪表平台旁边的地基上；工作时，待测设备及其转接安装系统将待测设备固定在六分力测量系统上，六分力测量系统采集待测设备对平台的力/力矩输出，通过三向振动测量系统测量待测设备的振动及振动的传递关系，数据采集与控制系统监控待测设备的运转并采集数据，将采集的信号进行实时或者离线分析显示，并通过无线通讯方式将数据存储为文件上传至数据处理上位机系统。
2.根据权利要求1所述的一种微干扰力矩模拟系统振动特性测试分析装置，其特征在于，所述六分力测量系统由六分量力传感器平台和电荷放大器组成。
3.根据权利要求1所述的一种微干扰力矩模拟系统振动特性测试分析装置，其特征在于，所述三向振动测量系统由多组三向振动传感器和单向传感器组成。
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