[實用新型]一種低頻電磁振動臺相對運動量的提取裝置

有效

• 申請號: 201220694826.9
• 申請日: 2012-12-13
• 公開（公告）號: CN202994811U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 何聞;王春宇;陳群;賈叔仕
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01P3/00
• 分類號: G01P3/00;G01P15/16
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 趙芳;徐關壽

技術領域

本實用新型涉及一種低頻電磁振動臺相對運動量的提取裝置，可用于低頻電磁振動臺相對運動量的測量及基于相對運動量反饋的低頻電磁振動臺控制系統中。

技術背景

電磁振動臺具有頻率范圍寬、可控性好、輸出波形精度高等優點，廣泛地應用于產品的模擬振動環境試驗、測振傳感器校準等重要領域。低頻振動廣泛地存在于航空航天、樓宇監測、地震預報、資源勘探等領域，隨著科學技術的不斷發展，人們對低頻電磁振動臺的需求愈加迫切。為了能夠準確得到低頻電磁振動臺的輸出振動信號，或者為了改善低頻電磁振動臺輸出波形的精度而構建閉環控制系統，常需要采用低頻運動量檢測傳感器提取振動臺的輸出運動量。然而，通常各式低頻運動量檢測傳感器價格昂貴、體積大、安裝復雜，限制了它們在低頻電磁振動臺系統中的廣泛應用。

實用新型內容

為克服現有技術中各式低頻運動量檢測傳感器價格昂貴、體積大、安裝復雜的缺點，本實用新型提供了一種能夠高精度且方便地提取低頻電磁振動臺相對運動量的裝置。

低頻電磁振動臺相對運動量的提取裝置，包括純電阻，第一減法器和第一比例放大器；

純電阻與振動臺的驅動線圈串聯連接，純電阻與驅動線圈的總壓降作為被減數輸入所述的第一減法器中；

純電阻兩端的壓降輸入所述的第一比例放大器中，第一比例放大器輸出放大后的純電阻壓降，該放大后的純電阻壓降作為減數輸入所述的第一減法器中；第一減法器的輸出信號表征振動臺的相對運動速度；

第一比例放大器的放大倍數其中R是振動臺驅動線圈的等效直流電阻，R₁是純電阻的阻值。

純電阻與驅動線圈的總壓降為u₁=(R+R₁)i+Li'+Blx'，其中L是振動臺驅動線圈的等效電感，B為氣隙磁場的磁感應強度，l為驅動線圈繞線長度，i為輸入振動臺驅動線圈的電流，i'是i對時間的導數，x為振動臺驅動線圈相對于振動臺安裝基座的位移，x'是x對時間的導數，即為振動臺的相對速度。

純電阻兩端的壓降為u₂=R₁i；因此，第一減法器的輸出信號為Δu=u₁-K₁u₂=[R+(1-K₁)R₁]i+Li'+Blx'=Li'+Blx'；由低頻電磁振動臺驅動方程mx″+cx'+kx=Bil，可得系統的頻率特性方程為進而可得位移x和驅動電流i的幅值比Li'和Blx'的幅值比可表示為|L·jω·I(jω)Bl·jω·X(jω)|=LBl|I(jω)X(jω)|=L(k-mω2)2+(cω)2(Bl)2.]]>根據實際系統參數，在低頻條件下，和(Bl)²具有相同的數量級，而L為10^-3亨的數量級，因此可認為Li'的幅值遠小于Blx'的幅值，可得，Δu≈Blx'。以上表述中，m為電磁振動臺運動部件的質量，c和k為電磁振動臺彈性支撐部件的阻尼和剛度，x″為x對時間的兩次導數，即為振動臺的相對加速度，X(jω)和I(jω)分別為x和i的傅里葉變換，ω為振動角頻率。