[實用新型]電動振動臺功率放大器輸出的真有效值測量保護裝置

有效

• 申請號: 200820038404.X
• 申請日: 2008-06-19
• 公開（公告）號: CN201233302Y
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發明（設計）人: 武元楨;徐付新
• 申請（專利權）人: 蘇州試驗儀器總廠
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02;H02H3/08;H02H3/20
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司
• 代理人: 馬明渡

技術領域

本實用新型涉及環境力學試驗中的電動振動試驗裝置，特別涉及電動振動臺功率放大器輸出電壓和輸出電流的真有效值測量及保護裝置。該測量及保護裝置用來準確和實時監測電動振動臺功率放大器輸出到動圈的電壓和電流，當功率放大器的輸出電壓或電流超過設定值時及時對系統實施保護。

背景技術

電動振動臺是利用電磁振動原理而設計的一種振動模擬試驗設備。它的結構包括臺體、工作臺面、勵磁線圈、動圈等，其中，勵磁線圈固設在臺體的磁缸上，并通入直流電產生恒定磁場，而動圈和工作臺面由浮動支承在臺體上，動圈由功率放大器驅動，并通入交變電流產生交變磁場。由于交變磁場與恒定磁場之間相互作用，產生一隨電流大小和方向變化而變化的激振力，推動工作臺來回振動。

在電動振動臺系統中，為了保護功率放大器和動圈不在過壓和過流的狀態下工作，需要對功率放大器輸出到動圈的電壓、電流進行實時測量，以此為參照設定功率放大器的過壓、過流值，同時對功率放大器輸出值進行顯示和觀察也有利于判斷系統的工作情況。目前本行業中對功率放大器輸出都采用有效值測量即利用峰值轉換的方法，從功率放大器輸出端通過電壓和電流取樣，檢測到電壓和電流的峰值，然后根據明確的比例關系(峰值/有效值＝1.414)計算出有效值。這種方法的缺點是只能準確測量不失真或失真很小的正弦波，且測量的頻率范圍窄。然而在真實的振動試驗中，會遇到大量的非正弦波，如隨機波、沖擊波(包括半正弦波、三角波、梯形波等)等，而且波形的頻率范圍也很寬，一般要從1Hz到5kHz，甚至更高的范圍。因此采用峰值轉換方法測得的結果往往比真實發生的情況要小，無法對振動臺在工作頻率范圍內的情況進行全面準確監測，最終會影響系統的可靠性。

發明內容

本實用新型提供一種電動振動臺功率放大器輸出的真有效值測量保護裝置，其目的是要準確測量振動試驗時在額定頻率范圍內功率放大器輸出的各種波形的真有效值，從而全面準確的監測系統的工作情況，并能對功率放大器輸出進行準確的保護。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種電動振動臺功率放大器輸出的真有效值測量保護裝置，由電壓檢測保護電路和電流檢測保護電路兩部分組成，其創新在于：

所述電壓檢測保護電路包括電壓取樣電路、第一真有效值轉換電路以及過壓保護電路，其中，電壓取樣電路由第一、第二兩個電阻串聯構成分壓電路，分壓電路的兩端跨接在功率放大器的兩個輸出端之間，從一個電阻的兩端取出電壓取樣信號；第一真有效值轉換電路由真有效值轉換集成芯片和外圍電路構成，電壓取樣信號經處理后接第一真有效值轉換電路的電壓輸入端和公共端；過壓保護電路由第一比較器構成，第一真有效值轉換電路的電壓輸出端接第一比較器的一個輸入端，第一比較器的另一個輸入端經第一可調電阻接地，第一比較器的輸出端輸出過壓保護控制信號；

所述電流檢測保護電路包括電流取樣電路、第二真有效值轉換電路以及過流保護電路，其中，電流取樣電路由第三電阻(分流器，實質為阻值很小的電阻)串聯在功率放大器輸出回路中構成，從第三電阻的兩端取出電流取樣信號；第二真有效值轉換電路由真有效值轉換集成芯片和外圍電路構成，電流取樣信號經處理后接第二真有效值轉換電路的電壓輸入端和公共端；過流保護電路由第二比較器構成，第二真有效值轉換電路的電壓輸出端接第二比較器的一個輸入端，第二比較器的另一個輸入端經第二可調電阻接地，第二比較器的輸出端輸出過流保護控制信號。

上述技術方案中的有關內容解釋如下：

1、上述方案中，所述“真有效值”是對被測波形將各次諧波分量平方，通過加權平均之后開平方得到的結果。

2、上述方案中，所述電壓取樣電路是通過分壓電阻兩端的電壓信號來反映功率放大器的輸出電壓。電流取樣電路是通過串聯在功率放大器輸出端的分流器即第三電阻兩端的電壓信號來反映功率放大器的輸出電流。

3、上述方案中，所述過壓保護電路和過流保護電路中均設有比較器，實時比較輸入值與設定值，當輸入值超過設定值時比較器輸出保護控制信號，系統將功率放大器的輸入信號鉗到零電位(切斷輸入信號)或者系統自動停機。