[發明專利]地震檢波器特性參數測試儀及測試方法

有效

• 申請號: 201410776801.7
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN104502998A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 張改慧;張鵬輝;趙瑩
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01V13/00
• 分類號: G01V13/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所61215
• 代理人: 何會俠

1.地震檢波器特性參數測試儀，其特征在于：包括溫度傳感器(2)、信號板(3)和計算機(4)，信號板(3)內設置有相連接的信號采集卡(3-1)和恒流源(3-2)，溫度傳感器(2)附著在檢波器(1)上，檢波器(1)的輸出端及溫度傳感器(2)的輸出端與信號采集卡(3-1)的輸入端相連接，信號采集卡(3-1)的輸出端與計算機(4)的輸入端相連接，計算機(4)的輸出端與信號采集卡(3-1)的輸入端相連接，信號采集卡(3-1)的輸出端與恒流源(3-2)的輸入端相連接，恒流源(3-2)的輸出端與檢波器(1)的輸入端相連接。

2.根據權利要求1所述的地震檢波器特性參數測試儀，其特征在于：所述溫度傳感器(2)采用PP1000熱電阻溫度傳感器。

3.根據權利要求1所述的地震檢波器特性參數測試儀，其特征在于：所述信號采集卡(3-1)采用美國國家儀器NI公司的M系列數據采集卡。

4.權利要求所述的地震檢波器特性參數測試儀進行檢波器特性參數測試的方法，其特征在于：

所述計算機(4)輸出正弦掃頻信號給信號采集卡(3-1)，信號采集卡(3-1)將采集到的正弦掃頻信號輸出給恒流源(3-2)，恒流源(3-2)將該正弦掃頻信號轉換為幅值恒定的正弦掃頻恒電流信號，并將該幅值恒定的正弦掃頻恒電流信號輸出給檢波器(1)，檢波器(1)響應正弦掃頻信號并輸出信號給信號采集卡(3-1)，同時溫度傳感器(2)將采集到的檢波器(1)的溫度信號輸出給信號采集卡(3-1)，信號采集卡(3-1)將這兩路信號輸出給計算機(4)，計算機(4)通過計算得到檢波器特性參數；具體計算方法如下：

步驟1：通過頻率響應函數(3)得到相頻曲線的第一個過零點，確定固有頻率f₀；

H(f)=1R{Rc+2ζ0f2f0S022πM[(f02-f2)2+(2ζ0f0f)2]+j2πfLc+jS02(f02-f2)f2πM[(f02-f2)2+(2ζ0f0f)2]}---(3)]]>

其中：H(f)為檢波器的頻率響應函數，f為頻率，R為檢波器所在電路的串聯電阻值，R_c為檢波器的直流電阻，L_c為檢波器等效電感，S₀為檢波器開路靈敏度，f₀為檢波器固有頻率，ζ₀為檢波器的阻尼比，M為檢波器的動圈質量；

步驟2：給檢波器(1)和電阻R串聯組成的電路通入直流信號I，通過測量電阻R和檢波器(1)兩端的電壓值，分別表示為U_in和U_out,得到即檢波器(1)的直流電阻值；

步驟3：取頻率響應函數(3)的實部，并忽略電感的影響，得到公式(4)；

Hre(f)=1R[Rc+2ζ0f2f0S022πM[(f02-f2)2+(2ζ0f0f)2]]---(4)]]>

當f＝f₀時，Hre(f0)=1R(Rc+S024πξ0f0M)---(5)]]>

當f=2f0]]>時，Hre(2f0)=1R(Rc+4ζ0S022πf0M(1+8ζ02))---(6)]]>

令??a＝R·H_re(f₀)-R_c???????????????????????????(7)

得到，S0=4πζ0f0Ma---(8)]]>

令??b=R·Hre(2f0)-Rc---(9)]]>

得到，ζ0=b8(a-b)---(10)]]>

首先由頻率響應函數(3)得到a、b值，由得到檢波器的阻尼比ζ₀，再由得到檢波器的靈敏度S₀，動態電阻定義為當f＝f₀并忽略電感的影響時檢波器的阻抗值，故動態電阻R_d＝R·H(f₀)；

通過上述計算過程得到了檢波器(1)的特性參數：固有頻率f₀、直流電阻值R_c、阻尼比ζ₀、開路靈敏度S₀和動態電阻R_d。