CN105606326A - 一种单弹簧悬挂激振台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单弹簧悬挂激振台，包括振动台面、激发柱、安装环、平板弹簧、安装立柱、电磁单脉冲激发器和安装底板；振动台面的底面安装有传感器，底面中心安装激发柱，顶面安装有被测传感器，振动台面通过安装环与平板弹簧刚性连接，平板弹簧的外圈安装四条安装立柱，四条安装立柱用螺钉固定在安装底板上，安装底板的中心安装电磁单脉冲激发器，电磁单脉冲激发器的安装中心线与激发柱的中心线重合，电磁单脉冲激发器的顶面与激发柱的底面留有小的间隙。振动台结构简单，其单脉冲冲击响应带宽可达到0-2KHz，谐振频率低，谐振点处幅度小，宜扣除。标准传感器和被测传感器采用天平式安装方式，不会形成标准和被测件的响应相位差。

Description

一种单弹簧悬挂激振台
技术领域
本发明是属于传感器振动测试领域，涉及一种单弹簧悬挂激振台。
背景技术
对振动传感器的测试，传统方法是使用振动台扫频激励，获取其响应曲线，再根据响应曲线计算出特性参数，如灵敏度、响应带宽、谐振点等。这种方法最大的缺点是测试速度慢，不适用于大规模化生产和大批量的测试需要，还有设备昂贵，体积巨大，不宜在施工现场使用等缺点。激振台或振动台大多使用双弹簧悬挂系统和电磁激励方式，结构复杂。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，提供了一种单弹簧悬挂激振台，谐振频率低，谐振点处幅度小，宜扣除。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种单弹簧悬挂激振台，包括传感器、被测传感器、振动台面、激发柱、安装环、平板弹簧、安装立柱、电磁单脉冲激发器和安装底板；所述的振动台面的底面安装有传感器，振动台面的底面中心安装激发柱，振动台面顶面安装有被测传感器，振动台面通过安装环与平板弹簧刚性连接，平板弹簧的外圈安装四条安装立柱，四条安装立柱用螺钉固定在安装底板上，安装底板的中心安装电磁单脉冲激发器，所述电磁单脉冲激发器的安装中心线与激发柱的中心线重合，电磁单脉冲激发器的顶面与激发柱的底面留有小的间隙。
所述的被测传感器与传感器的安装位置相对振动台面中心等距离，并在同一条直线上，形成天平式结构。
所述的振动台面上开设有用于插入被测传感器的安装孔，被测传感器插入振动台面上的安装孔内。
所述的传感器为压电加速度计。
所述的激发柱采用非导磁材料制成，并外裹软体材料制成；所述的安装立柱、安装底板采用钢制成，安装环采用硬铝制成，振动台面采用不锈钢制成。
所述的激发柱采用黄铜制成。
所述的安装环的顶端用螺钉与振动台面紧密连接，下端与平板弹簧内圈上端相连，平板弹簧的内圈通过安装环和压环夹持安装，所述平板弹簧的外圈用两个压环夹持。
所述的平板弹簧外裹聚氨酯胶层。
所述的振动台面、激发柱、安装环和平板弹簧共同组成一个弹簧系统。
所述的电磁单脉冲激发器由激发控制器控制连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明设计的振动台面使用单弹簧悬挂，没有电磁铁。振动台面的厚重设计使其具有很低的谐振频率，机械窄脉冲冲击振动台面，由冲击响应使用傅里叶变换方法获得被测传感器的频域冲击响应谱，并通过计算就能获取被测传感器的诸多参数，如幅频特性曲线、相频特性曲线、功率谱、灵敏度、有效带宽、谐振点以及极性等。本振动台，结构简单，其单脉冲冲击响应带宽可达到0-2KHz，谐振频率低，谐振点处幅度小，宜扣除。标准传感器和被测传感器采用天平式安装方式而不是传统的背靠背安装，这一点对于大体积的被测传感器的测试尤为重要，不会形成标准和被测件的响应相位差。
附图说明
图1为本发明提供的单弹簧激振台结构示意图。
其中，1、压电加速度计；2、被测传感器；3、振动台面；4、激发柱；5、安装环；6、平板弹簧；7、安装立柱；8、电磁单脉冲激发器；9、安装底板。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
参见图1，一种单弹簧悬挂激振台，包括标准传感器、被测传感器2、振动台面3、激发柱4、安装环5、平板弹簧6、安装立柱7、电磁单脉冲激发器8和安装底板9；所述的振动台面3的底面安装有标准传感器，振动台面3的底面中心安装激发柱4，振动台面3顶面安装有被测传感器2，振动台面3通过安装环5与平板弹簧6刚性连接，平板弹簧6的外圈安装四条安装立柱7，四条安装立柱用螺钉固定在安装底板9上，安装底板9的中心安装电磁单脉冲激发器8，所述电磁单脉冲激发器8俗称电磁炮，所述电磁单脉冲激发器8的安装中心线与激发柱4的中心线重合，电磁单脉冲激发器8的顶面与激发柱4的底面留有3mm的间隙。
所述的被测传感器2与传感器的安装位置相对振动台面3中心等距离，并在同一条直线上，形成天平式结构。
所述的振动台面3上开设有用于插入被测传感器的安装孔，被测传感器2插入振动台面上的安装孔内。
所述的标准传感器为标准压电加速度计1。
所述的激发柱4采用非导磁材料制成，受电磁炮冲击时不变形，并外裹软体材料制成，以吸收高频杂波干扰，减少高频杂波干扰；所述的安装立柱7、安装底板9采用45号钢制成，安装环5采用硬铝制成，振动台面3采用不锈钢材料制成，其厚重设计可获得谐振频率低，响应干扰少等优点。尤其是，所述的激发柱4采用黄铜HP59这种非导磁材料制成。
所述的安装环5的顶端用螺钉与振动台面3紧密连接，下端与平板弹簧6内圈上端相连，平板弹簧6的内圈通过安装环5和压环夹持安装，所述平板弹簧6的外圈用两个压环夹持。所述的平板弹簧6外裹聚氨酯胶层，既提高弹簧刚度和承重能力，也给弹簧提供高阻尼。
所述的振动台面3、激发柱4、安装环5和平板弹簧6共同组成一个弹簧系统，其谐振频率低，高阻尼，低干扰，在单脉冲激励下可获得0-2KHz的响应带宽。
所述的电磁单脉冲激发器8由激发控制器控制连接。
具体的，将振动台面3与安装环5用螺钉紧密连接。所述安装环5是使振动台面3与平板弹簧6的刚性连接的过渡体。
工作过程：将被测传感器2安装在振动台面3上的指定位置。该位置与标准传感器1的安装位置相对台面中心等距离，并在同一条直线上，形成天平式结构。如果被测传感器的体位较高，则要在振动台面上作安装孔，将他插入振动台面3上的安装孔内，使其重心下沉，接近台面，这样才不会带来两只传感器的响应相位差。
同时，由一个激发控制器控制电磁单脉冲激发器8产生窄脉冲机械冲击，冲击激发柱4，激发能量通过激发柱4传导至振动台面3。标准传感器和被测传感器同时或分别输出响应信号至后级信号处理单元。
本发明主要应用于各类振动传感器的参数测试。其技术领域涵盖了弹簧振动理论、电磁激励技术、弹簧阻尼技术等。
本发明采用的单机械窄脉冲冲击法其理论依据是冲击响应不变法和阶跃响应不变法原理。所谓冲击响应不变法就是使离散时间系统的冲击响应等于连续时间系统冲击响应的抽样值，而线性时不变系统的阶跃响应是冲击响应的积分。求解冲击响应一般有三种方法：冲击函数匹配法、奇异函数项相平衡法以及齐次解法。系统在单位冲击信号作用下，系统的响应为冲击响应。在时域，对于不同系统施加同样的激励，其冲击响应是不同的，冲击响应就可以衡量系统的特性。用傅里叶变换方法可得到频域冲击响应谱。
本发明设计的振动台面使用单弹簧悬挂，没有电磁铁。振动台面的厚重设计使其具有很低的谐振频率，机械窄脉冲冲击振动台面，由冲击响应使用傅里叶变换方法获得被测传感器的频域冲击响应谱，并通过计算就能获取被测传感器的诸多参数，如幅频特性曲线、相频特性曲线、功率谱、灵敏度、有效带宽、谐振点以及极性等。本振动台，结构简单，其单脉冲冲击响应带宽可达到0-2KHz，谐振频率低，谐振点处幅度小，宜扣除。标准传感器和被测传感器采用天平式安装方式而不是传统的背靠背安装，这一点对于大体积的被测传感器的测试尤为重要，不会形成标准和被测件的响应相位差。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种单弹簧悬挂激振台，其特征在于，包括传感器、被测传感器(2)、振动台面(3)、激发柱(4)、安装环(5)、平板弹簧(6)、安装立柱(7)、电磁单脉冲激发器(8)和安装底板(9)；所述的振动台面(3)的底面安装有传感器，振动台面(3)的底面中心安装激发柱(4)，振动台面(3)顶面安装有被测传感器(2)，振动台面(3)通过安装环(5)与平板弹簧(6)刚性连接，平板弹簧(6)的外圈安装四条安装立柱(7)，四条安装立柱用螺钉固定在安装底板(9)上，安装底板(9)的中心安装电磁单脉冲激发器(8)，所述电磁单脉冲激发器(8)的安装中心线与激发柱(4)的中心线重合，电磁单脉冲激发器(8)的顶面与激发柱(4)的底面留有小的间隙。
2.根据权利要求1所述的单弹簧悬挂激振台，其特征在于，所述的被测传感器(2)与传感器的安装位置相对振动台面(3)中心等距离，并在同一条直线上，形成天平式结构。
3.根据权利要求1所述的单弹簧悬挂激振台，其特征在于，所述的振动台面(3)上开设有用于插入被测传感器的安装孔，被测传感器(2)插入振动台面上的安装孔内。
4.根据权利要求1所述的单弹簧悬挂激振台，其特征在于，所述的传感器为压电加速度计(1)。
5.根据权利要求1所述的单弹簧悬挂激振台，其特征在于，所述的激发柱(4)采用非导磁材料制成，并外裹软体材料制成；所述的安装立柱(7)、安装底板(9)采用钢制成，安装环(5)采用硬铝制成，振动台面(3)采用不锈钢制成。
6.根据权利要求5所述的单弹簧悬挂激振台，其特征在于，所述的激发柱(4)采用黄铜制成。
7.根据权利要求1所述的单弹簧悬挂激振台，其特征在于，所述的安装环(5)的顶端用螺钉与振动台面(3)紧密连接，下端与平板弹簧(6)内圈上端相连，平板弹簧(6)的内圈通过安装环(5)和压环夹持安装，所述平板弹簧(6)的外圈用两个压环夹持。
8.根据权利要求7所述的单弹簧悬挂激振台，其特征在于，所述的平板弹簧(6)外裹聚氨酯胶层。
9.根据权利要求1所述的单弹簧悬挂激振台，其特征在于，所述的振动台面(3)、激发柱(4)、安装环(5)和平板弹簧(6)共同组成一个弹簧系统。
10.根据权利要求1所述的单弹簧悬挂激振台，其特征在于，所述的电磁单脉冲激发器(8)由激发控制器控制连接。
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