[發明專利]一種基于高速數據采集卡的運動地板震動吸收測量儀及其方法

有效

• 申請號: 201610064994.2
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105738065B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 鄒益民;田錦;張利民;何治斌
• 申請（專利權）人: 金陵科技學院
• 主分類號: G01M7/08
• 分類號: G01M7/08
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

1.一種基于高速數據采集卡的運動地板震動吸收測量儀，其特征在于，包括震動吸收測試機架(1)、測試控制盒(2)、高速數據采集卡及測試主機(3)，所述的震動吸收測試機架(1)包括測試基座(11)，所述的測試基座(11)上安裝有豎向設置的滑動柱(12)，一鐵磁性落錘(13)安裝在滑動柱(12)上并能沿著滑動柱(12)上下滑動，所述的測試基座(11)上部還安裝有直流電磁鐵(14)，所述的直流電磁鐵(14)通電時能將落錘(13)吸住，所述的落錘(13)的正下方設置有震動測力裝置，所述的震動測力裝置由上至下依次設置有圓頭上盤(15)、彈簧(16)、測力傳感器(17)以及圓頭下盤(18)，所述的震動測力裝置可沿光滑導管(19)上下活動，當直流電磁鐵(14)斷電時，落錘(13)能自由下落撞擊圓頭上盤(15)，使彈簧(16)壓縮，圓頭下盤(18)撞擊被測試件，所述的測力傳感器(17)能實時測量沖擊力大小，并將其轉換為電阻信號，所述的測力傳感器(17)與測試控制盒(2)連接并將電阻信號傳遞至信號調理板(21)，所述的信號調理板(21)將電阻信號轉換為電壓信號并進行電壓放大處理后，傳送至接線端子(22)，所述的測試控制盒(2)通過24V開關電源(23)為信號調理板供電，所述的測試控制盒(2)還含有一啟動按鈕(24)用于釋放直流電磁鐵(14)并控制主機(3)啟動測試過程，所述的接線端子(22)將沖擊力的檢測信號及啟動信號通過專用測試電纜傳送到測試主機(3)PCI插槽內直接安裝的高速數據采集卡，測試主機(3)依據上述信號，配合相應的測試軟件完成全部配置及測試過程，并給出震動吸收參數的測試結果；

所述的測試控制盒(2)中設置了啟動按鈕(24)，該按鈕信號除釋放直流電磁鐵(14)之外，還送往測試主機(3)以啟動測試過程；

所述的測試控制盒(2)中設置有信號調理板(21)，所述的測力傳感器(17)將所受到沖擊力轉換成一組四個橋路電阻的變化，該信號再經信號調理板中的XTR106芯片轉換成4-20mA電流信號，再經由RCV420芯片轉換為0-5V電壓信號輸出；

基本測試方法如下：

S1：所述測量儀的一個重要組成部件是重力落錘(13)，測試前使用直流電磁鐵(14)的電磁作用力將其吸住，按下啟動按鈕(24)后釋放電磁作用，使重力落錘沿滑動柱(12)下落，依次撞擊圓頭上盤(15)，使彈簧(16)壓縮，圓頭下盤(18)撞擊被測試件，測力傳感器(17)采用應變或相似的原理工作，能實時測量沖擊力大小，并將其轉換為電阻信號，該信號再經信號調理板(21)中的XTR106、RCV420芯片變換處理為0-5V電壓信號，再送入測試主機(3)中的高速數據采集卡完成A/D轉換，最后配合測試軟件實現震動吸收系數測量；

S2：所述測試軟件的主要功能包括：當收到啟動按鈕(24)給出的啟動信號后，首先將采集卡板載的4K采樣FIFO緩沖器一分為兩，并交替執行A/D轉換及數據轉存功能，確保采集卡能連續以100KS/s全速采集作用在基準地面或被測地板上的作用力，再經中位值非線性濾波以及Butterworth低通濾波處理后，捕獲上述各作用力的峰值，最后據此計算出沖力吸收的比值，即可獲得待測的震動吸收系數；軟件中還提供了采樣數據轉存、打印等功能，并可在必要時利用歷史數據重現采樣結果；

S3：所述震動吸收系數值計算方法：取若干次在被測地板及參考硬質地面上測得的結果進行簡單算術平均，再按如下式(1)計算待測運動地板樣本的震動吸收系數值；

其中：

KA_ref：所測量地板震動吸收參數的參考結果，用百分比％表示

F_max1：作用于被測運動地板上的最大沖擊力值，用牛頓N表示

F_max2：作用于堅硬地面(如水泥地面)上的最大沖擊力值，用牛頓N表示

另：震動吸收參數值以整數的方式表示。

2.根據權利要求1所述的一種基于高速數據采集卡的運動地板震動吸收測量儀，其特征是：所述的測試基座(11)還設置有三腳架(11a)，所述的三腳架(11a)上設有連接裝置(11b)，所述的三腳架(11a)上還設有固定裝置(11c)，用于測試基座(11)的固定，固定裝置(11c)上裝有調節裝置，所述的調節裝置能調節測試基座(11)的高度及水平度。