CN107664566A - 便携式振动台检定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式振动台检定装置，该装置包括呈L型的底座，底座由水平底板和垂直设置在水平底板一侧的竖向底板构成，还包括设置在水平底板上的安装架，安装架包括平行设置在水平底板上方的水平安装板，水平安装板靠近竖向底板的一边两侧分别设置有与水平底板固定连接的斜立柱，水平安装板远离竖向底板的一边两侧分别设置有与水平底板固定连接的直立柱；水平安装板的下方弹性悬挂有振动台，竖向底板上设置有用于驱动振动台振动的激振器。本发明的振动台检定装置集成传感器的水平方向标定和竖直方向标定于一体，避免了传统振动台检定装置的水平方向和竖直方向需要分开检定的缺点，而且操作简单、省时省力。

Description

便携式振动台检定装置

技术领域

本发明涉及振动台检定装置，具体地指一种便携式振动台检定装置。

背景技术

振动台检定装置是核电站不可缺少的传感器检定装置，主要用于低频、超低频传感器(如加速度计、速度计、位移计)的灵敏度、幅频特性等参数的标定校准，也可作为小型振动试验的振源，可实现数据的自动采集、处理和运算。

然而，在传感器检定工作中，现有的振动台检定装置存在如下不足：(1)对传感器的水平方向检定、竖直方向检定需要分别采用水平方向检定装置、竖直方向检定装置进行测量，操作复杂、费时费力；(2)在低频情况下，弹性元件的振幅值较小，一旦超过振幅值，容易导致弹性元件的非线性失真；(3)在高频情况下，安装架容易产生松动，导致振动台产生局部共振，影响标定结果的准确性；(4)结构复杂、占地面积大，对场地要求较高，需要事先在实验室安装调试；(5)振动台的量程较小。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种结构精巧、大量程的便携式振动台检定装置。

为实现上述目的，本发明所设计的便携式振动台检定装置，包括呈L型的底座，所述底座由水平底板和垂直设置在水平底板一侧的竖向底板构成，其特殊之处在于：还包括设置在水平底板上的安装架，所述安装架包括平行设置在水平底板上方的水平安装板，所述水平安装板靠近竖向底板的一边两侧分别设置有与水平底板固定连接的斜立柱，所述水平安装板远离竖向底板的一边两侧分别设置有与水平底板固定连接的直立柱；

所述水平安装板的下方弹性悬挂有振动台，所述振动台由平行设置在水平安装板下方的水平振动板和设置在水平振动板靠近竖向底板的一侧且与竖向底板平行布置的竖向振动板组成；所述竖向振动板的底边两侧设置有向外突起的挂耳，每个所述挂耳与同侧的直立柱之间设置有弹性调节组件；所述竖向底板上设置有用于驱动振动台振动的激振器。这样，本发明的振动台检定装置集成传感器的水平方向标定和竖直方向标定于一体，当水平振动板与地面平行放置时可以检定待测传感器的水平轴特性，当翻转装置使得竖向振动板与地面水平行放置时可以检定待测传感器的竖直轴特性，避免了传统振动台检定装置在水平方向和竖直方向需要分开检定的缺点，而且操作简单、省时省力。

进一步地，所述弹性调节组件由弹簧和拉杆构成，所述弹簧的一端与挂耳挂接，所述弹簧的另一端与拉杆的一端挂接，所述拉杆的另一端与直立柱通过调节螺栓组件连接。这样，当检定待测传感器的竖直轴的特性时，需将振动台翻转90°，使振动台上的激振器的输出轴与地面垂直，可以通过弹性调节组件调节弹簧的平衡，使得竖向片弹簧保持水平，从而提高了检定待测传感器的竖直轴的特性的准确度。

进一步地，所述水平振动板通过设置在其四周的竖向片弹簧悬挂于水平安装板的下方。这样不仅增大了运动幅值，避免了弹性元件导致的非线性失真，而且增大了振动台的量程。

进一步地，所述水平底板与竖向底板的结合处设置有两块加强板，两块所述加强板分别位于激振器的两侧，且加强板与激振器的外壳固定连接；所述激振器的输出轴与竖向振动板垂直固定连接。这样，可以增加水平底板与竖向底板的连接牢固性，避免在测试过程中发生共振影响实验结果。

进一步地，所述水平振动板与竖向振动板的结合处设置有若干块加筋板。这样，可以增加水平振动板与竖向振动板之间连接的牢固性。

进一步地，所述水平振动板和竖向振动板上均设置有若干个用于安装待测传感器和标准传感器的安装孔。

进一步地，它还包括驱动控制系统，所述驱动控制系统包括用于发出设定幅值和频率的正弦波信号的信号发生器、以及用于接收正弦波信号并将其放大来驱动激振器工作的功率放大器；所述信号发生器的信号输出端与功率放大器的信号输入端连接，所述功率放大器的信号输出端与激振器的振动控制端连接。

进一步地，它还包括信号采集分析处理系统，所述信号采集分析处理系统包括用于将待测传感器和标准传感器输出的电流信号转换为电压信号的信号转换模块、用于对电压信号进行采集的数据采集控制模块、以及用于对信号进行分析处理的CPU处理模块；

所述信号转换模块的电流信号输入端分别与待测传感器、标准传感器的电流信号输出端连接，所述信号转换模块的电压信号输出端与数据采集控制模块的信号输入端连接，所述数据采集控制模块的信号输出端与CPU处理模块的信号输入端连接。

再进一步地，所述信号采集分析处理系统还包括同时为信号转换模块、数据采集控制模块和CPU处理模块供电的电源模块。

更进一步地，所述数据采集控制模块采用的采集卡为REMOS-16型的四通道数据采集卡。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

其一，本发明的振动台检定装置集成传感器的水平方向标定和竖直方向标定于一体，当水平振动板与地面平行放置时可以检定待测传感器的水平轴特性，当翻转装置使得竖向振动板与地面水平行放置时可以检定待测传感器的竖直轴特性，避免了传统振动台检定装置的水平方向和竖直方向需要分开检定的缺点，而且操作简单、省时省力。

其二，本发明的振动台通过设置在其四周的竖向片弹簧悬挂于水平安装板的下方，这样不仅增大了运动幅值，避免了弹性元件导致的非线性失真，而且增大了振动台的量程。

其三，本发明的水平安装板与水平底板之间设置有两根直立柱和两根斜立柱，增加了安装架安装的稳固性，避免了高频振动情况下产生的振动台局部共振问题，提高了标定结果的准确性。

其四，本发明的竖向振动板与直立柱之间设置有弹性调节组件，当检定待测传感器的竖直轴的特性时，需将振动台翻转90°，使振动台上的激振器的输出轴与地面垂直，可以通过弹性调节组件调节弹簧的平衡，使得竖向片弹簧保持水平，从而提高了检定待测传感器的竖直轴的特性的准确度。

其五，本发明设计有驱动控制系统和信号采集分析处理系统，可以根据实际试验条件通过驱动控制系统对激振器施加设定幅值和频率的振动作用，同时通过信号采集分析处理系统对振动数据进行采集和自动分析，可以判断待测传感器的特性是否能继续满足相关技术规范的要求。

附图说明

图1为一种便携式振动台检定装置的立体结构示意图；

图2为图1所示便携式振动台检定装置的电路连接示意图；

图中，底座1、水平底板1.1、竖向底板1.2、安装架2、水平安装板2.1、斜立柱2.2、直立柱2.3、振动台3、水平振动板3.1、竖向振动板3.2、弹性调节组件4、弹簧4.1、拉杆4.2、激振器5、调节螺栓组件6、竖向片弹簧7、加强板8、加筋板9、待测传感器10、标准传感器11、安装孔12、驱动控制系统13、信号发生器14、功率放大器15、信号采集分析处理系统16、信号转换模块17、数据采集控制模块18、CPU处理模块19、电源模块20。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

图中所示的一种便携式振动台检定装置，包括呈L型的底座1，底座1由水平底板1.1和垂直设置在水平底板1.1一侧的竖向底板1.2构成，还包括设置在水平底板1.1上的安装架2，安装架2包括平行设置在水平底板1.1上方的水平安装板2.1，水平安装板2.1靠近竖向底板1.2的一边两侧分别设置有与水平底板1.1固定连接的斜立柱2.2，水平安装板2.1远离竖向底板1.2的一边两侧分别设置有与水平底板1.1固定连接的直立柱2.3。

水平安装板2.1的下方弹性悬挂有振动台3，振动台3由平行设置在水平安装板2.1下方的水平振动板3.1和设置在水平振动板3.1靠近竖向底板1.2的一侧且与竖向底板1.2平行布置的竖向振动板3.2组成，水平振动板3.1通过设置在其四周的竖向片弹簧7悬挂于水平安装板2.1的下方。这样，不仅增大了运动幅值，避免了弹性元件导致的非线性失真，而且增大了振动台的量程。竖向振动板3.2的底边两侧设置有向外突起的挂耳3.21，每个挂耳3.21与同侧的直立柱2.3之间设置有弹性调节组件4，弹性调节组件4由弹簧4.1和拉杆4.2构成，弹簧4.1的一端与挂耳3.21挂接，弹簧4.1的另一端与拉杆4.2的一端挂接，拉杆4.2的另一端与直立柱2.3通过调节螺栓组件6连接。竖向底板1.2上设置有用于驱动振动台3振动的激振器5。这样，本发明的振动台检定装置集成了传感器的水平方向标定和竖直方向标定于一体，当水平振动板与地面平行放置时可以检定待测传感器的水平轴特性，当翻转装置使得竖向振动板与地面水平行放置时可以检定待测传感器的竖直轴特性，避免了传统振动台检定装置的水平方向和竖直方向需要分开检定的缺点，而且操作简单、省时省力。

上述技术方案中，水平底板1.1与竖向底板1.2的结合处设置有两块加强板8，两块加强板8分别位于激振器5的两侧，且加强板8与激振器5的外壳固定连接；激振器5的输出轴与竖向振动板3.2垂直固定连接。这样，可以增加水平底板与竖向底板的连接牢固性，避免在试验过程中发生共振影响实验结果。水平振动板3.1与竖向振动板3.2的结合处设置有若干块加筋板9。这样，可以增加水平振动板与竖向振动板之间连接的牢固性。水平振动板3.1和竖向振动板3.2上均设置有若干个用于安装待测传感器10和标准传感器11的安装孔12。这样，待测传感器10和标准传感器11可以通过螺栓螺杆组件或者螺钉组件固定安装在水平振动板3.1或竖向振动板3.2上。

上述技术方案中，它还包括驱动控制系统13，驱动控制系统13包括用于发出设定幅值和频率的正弦波信号的信号发生器14、以及用于接收正弦波信号并将其放大来驱动激振器工作的功率放大器15；信号发生器14的信号输出端与功率放大器15的信号输入端连接，功率放大器15的信号输出端与激振器5的振动控制端连接。激振器5的最大激振力为200N，最大振幅为±20mm。功率放大器15最大输出功率为550W。

上述技术方案中，它还包括信号采集分析处理系统16，信号采集分析处理系统16包括用于将待测传感器10和标准传感器11输出的电流信号转换为电压信号的信号转换模块17、用于对电压信号进行采集的数据采集控制模块18、用于对信号进行分析处理的CPU处理模块19、以及电源模块20。信号转换模块17的电流信号输入端分别与待测传感器10、标准传感器11的电流信号输出端连接，信号转换模块17的电压信号输出端与数据采集控制模块18的信号输入端连接，数据采集控制模块18的信号输出端与CPU处理模块19的信号输入端连接。电源模块20的电源输出端分别与信号转换模块17、数据采集控制模块18、CPU处理模块19的电源输入端连接。数据采集控制模块18采用的采集卡为REMOS-16型的四通道数据采集卡，采集待测传感器的3通道数据和标准传感器的1通道数据，进行数据实时采集和储存。

本发明的工作原理：

当检定待测传感器10的水平轴的特性(如灵敏度、幅频特性)时，将待测传感器10和经过计量院校准的标准传感器11安装在振动台3的水平振动板3.1上，保证传感器的测试轴与激振器5的输出轴的轴心平行。

将信号发生器14与功率放大器15、功率放大器15与激振器5依次连接；再分别将待测传感器10、标准传感器11与信号转换模块17连接，然后将信号转换模块17与数据采集控制模块18连接；将数据采集控制模块18与CPU处理模块19连接，采用电源模块20对各个模块进行供电。

通过信号发生器14输出设定频率和幅值的特定信号，经过功率放大器15驱动激振器5工作，激振器5驱动振动台3上的水平振动板3.1运动，此时安装在水平振动板3.1上的待测传感器10和标准传感器11跟着水平振动板3.1一起运动。

数据采集控制模块18对待测传感器10和标准传感器11的振动信号经过信号转换模块17转换为4路电压信号后输出给数据采集控制模块18进行实时采集和存储，采集的振动信号通过CPU处理模块19可以进行振动数据的实时显示、数据的存储、数据的自动分析等，判断待测传感器10的特性是否能继续满足相关技术规范的要求。

当检定待测传感器10的竖直轴的特性时，需将振动台3翻转90°，使振动台3上的激振器5的输出轴与地面垂直，此时将测定待测传感器10和标准传感器11固定在竖向振动板3.2上，保证传感器的测试轴与激振器5的输出轴的轴心平行。同时，将弹性调节组件4安装上，通过调节螺栓组件6调节弹簧4.1的平衡位置，直至4个竖向片弹簧7保持水平，后续操作和水平向测试方法一致。

以上仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭示的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种便携式振动台检定装置，包括呈L型的底座(1)，所述底座(1)由水平底板(1.1)和垂直设置在水平底板(1.1)一侧的竖向底板(1.2)构成，其特征在于：

还包括设置在水平底板(1.1)上的安装架(2)，所述安装架(2)包括平行设置在水平底板(1.1)上方的水平安装板(2.1)，所述水平安装板(2.1)靠近竖向底板(1.2)的一边两侧分别设置有与水平底板(1.1)固定连接的斜立柱(2.2)，所述水平安装板(2.1)远离竖向底板(1.2)的一边两侧分别设置有与水平底板(1.1)固定连接的直立柱(2.3)；

所述水平安装板(2.1)的下方弹性悬挂有振动台(3)，所述振动台(3)由平行设置在水平安装板(2.1)下方的水平振动板(3.1)和设置在水平振动板(3.1)靠近竖向底板(1.2)的一侧且与竖向底板(1.2)平行布置的竖向振动板(3.2)组成；所述竖向振动板(3.2)的底边两侧设置有向外突起的挂耳(3.21)，每个所述挂耳(3.21)与同侧的直立柱(2.3)之间设置有弹性调节组件(4)；所述竖向底板(1.2)上设置有用于驱动振动台(3)振动的激振器(5)。

2.根据权利要求1所述的便携式振动台检定装置，其特征在于：所述弹性调节组件(4)由弹簧(4.1)和拉杆(4.2)构成，所述弹簧(4.1)的一端与挂耳(3.21)挂接，所述弹簧(4.1)的另一端与拉杆(4.2)的一端挂接，所述拉杆(4.2)的另一端与直立柱(2.3)通过调节螺栓组件(6)连接。

3.根据权利要求2所述的便携式振动台检定装置，其特征在于：所述水平振动板(3.1)通过设置在其四周的竖向片弹簧(7)悬挂于水平安装板(2.1)的下方。

4.根据权利要求1或2或3所述的便携式振动台检定装置，其特征在于：所述水平底板(1.1)与竖向底板(1.2)的结合处设置有两块加强板(8)，两块所述加强板(8)分别位于激振器(5)的两侧，且加强板(8)与激振器(5)的外壳固定连接；所述激振器(5)的输出轴与竖向振动板(3.2)垂直固定连接。

5.根据权利要求1或2或3所述的便携式振动台检定装置，其特征在于：所述水平振动板(3.1)与竖向振动板(3.2)的结合处设置有若干块加筋板(9)。

6.根据权利要求1或2或3所述的便携式振动台检定装置，其特征在于：所述水平振动板(3.1)和竖向振动板(3.2)上均设置有若干个用于安装待测传感器(10)和标准传感器(11)的安装孔(12)。

7.根据权利要求6所述的便携式振动台检定装置，其特征在于：它还包括驱动控制系统(13)，所述驱动控制系统(13)包括用于发出设定幅值和频率的正弦波信号的信号发生器(14)、以及用于接收正弦波信号并将其放大来驱动激振器(5)工作的功率放大器(15)；所述信号发生器(14)的信号输出端与功率放大器(15)的信号输入端连接，所述功率放大器(15)的信号输出端与激振器(5)的振动控制端连接。

8.根据权利要求7所述的便携式振动台检定装置，其特征在于：它还包括信号采集分析处理系统(16)，所述信号采集分析处理系统(16)包括用于将待测传感器(10)和标准传感器(11)输出的电流信号转换为电压信号的信号转换模块(17)、用于对电压信号进行采集的数据采集控制模块(18)、以及用于对信号进行分析处理的CPU处理模块(19)；

所述信号转换模块(17)的电流信号输入端分别与待测传感器(10)、标准传感器(11)的电流信号输出端连接，所述信号转换模块(17)的电压信号输出端与数据采集控制模块(18)的信号输入端连接，所述数据采集控制模块(18)的信号输出端与CPU处理模块(19)的信号输入端连接。

9.根据权利要求8所述的便携式振动台检定装置，其特征在于：所述信号采集分析处理系统(16)还包括同时为信号转换模块(17)、数据采集控制模块(18)和CPU处理模块(19)供电的电源模块(20)。

10.根据权利要求8或9所述的便携式振动台检定装置，其特征在于：所述数据采集控制模块(18)采用的采集卡为REMOS-16型的四通道数据采集卡。