[實(shí)用新型]基于感應(yīng)線圈的低頻電磁振動臺運(yùn)動速度檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820106319.6
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN208109253U
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何聞;高宇;張旭飛;賈叔仕
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01H11/02
• 分類號: G01H11/02;G01P3/42
• 代理公司: 杭州天昊專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33283
• 代理人: 黃芳

本實(shí)用新型公開了基于感應(yīng)線圈的低頻電磁振動臺運(yùn)動速度檢測裝置，包括感應(yīng)線圈、分壓單元及信號修正單元，感應(yīng)線圈纏繞于振動臺動圈，分壓單元與感應(yīng)線圈并聯(lián)，分壓單元的輸出電壓輸入信號修正單元，信號修正單元的輸出信號為反饋控制的輸入信號。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、降低成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種基于感應(yīng)線圈的低頻電磁振動臺運(yùn)動速度檢測裝置。

技術(shù)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(yōu)點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于產(chǎn)品的模擬振動環(huán)境試驗(yàn)、測振傳感器校準(zhǔn)等重要領(lǐng)域。通常情況下，為改善電磁振動臺在低頻情況下輸出波形的精度(降低失真度)，需構(gòu)建閉環(huán)控制系統(tǒng)，閉環(huán)控制的前提是檢測得到電磁振動臺的輸出振動信號，并將此信號作為反饋信號反饋到振動臺的原始驅(qū)動系統(tǒng)，以求得的偏差信號驅(qū)動振動臺運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)對振動臺輸出振動波形精度的反饋控制。一般情況下，閉環(huán)控制系統(tǒng)采用測振傳感器(位移、速度以及加速度傳感器)檢測振動臺的輸出振動信號。然而，常規(guī)低頻測振傳感器價(jià)格昂貴、體積大、安裝過程復(fù)雜，這些特點(diǎn)限制了它們在低頻電磁振動臺控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。

目前有一種低頻電磁振動臺相對運(yùn)動量的提取裝置，并基于該裝置提取的振動臺運(yùn)動量構(gòu)建了反饋控制系統(tǒng)，該相對運(yùn)動量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(qū)動線圈串聯(lián)連接，純電阻與驅(qū)動線圈的總壓降作為被減數(shù)輸入所述的第一減法器中；純電阻兩端的壓降經(jīng)所述的第一比例放大器放大K₁倍后作為減數(shù)輸入所述的第一減法器中，其中，，R是振動臺驅(qū)動線圈的等效直流電阻，R₁是純電阻的阻值；第一減法器的輸出信號即表征振動臺的相對運(yùn)動速度。

上述專利的缺點(diǎn)在于：

1、振動臺的驅(qū)動線圈等效直流電阻R無法準(zhǔn)確測量，為獲得第一比例放大器的放大倍數(shù)K₁，須經(jīng)過較為復(fù)雜的參數(shù)調(diào)整過程，從而增加了系統(tǒng)的使用難度。

2、該裝置通過與振動臺驅(qū)動線圈串接純電阻，并構(gòu)建模擬電路網(wǎng)絡(luò)提取振動臺的振動速度信號，熱損耗較大且系統(tǒng)較為復(fù)雜。

實(shí)用新型內(nèi)容

為克服構(gòu)建低頻電磁振動臺反饋控制系統(tǒng)時(shí)，現(xiàn)有輸出振動信號檢測技術(shù)存在的成本高、熱損耗大或系統(tǒng)操作復(fù)雜等缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的基于感應(yīng)線圈的低頻電磁振動臺運(yùn)動速度檢測裝置。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

基于感應(yīng)線圈的低頻電磁振動臺運(yùn)動速度檢測裝置，其特征在于：包括感應(yīng)線圈、分壓單元及信號修正單元，感應(yīng)線圈纏繞于振動臺動圈，分壓單元與感應(yīng)線圈并聯(lián)，分壓單元的輸出電壓經(jīng)信號修正單元補(bǔ)償頻率響應(yīng)后作為反饋控制的輸入信號。

當(dāng)振動臺動圈上的驅(qū)動線圈通電時(shí)，振動臺動圈輸出振動信號，感應(yīng)線圈兩端產(chǎn)生感應(yīng)電壓。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，當(dāng)感應(yīng)線圈所在氣隙磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度保持不變的情況下，輸出感應(yīng)電壓應(yīng)該和振動速度成正比，然而由于感應(yīng)線圈和驅(qū)動線圈之間存在互感現(xiàn)象，使得感應(yīng)電壓產(chǎn)生幅值變化和相移。信號修正單元將幅值變化和相移補(bǔ)償后，使電壓與速度成正比，將修正后的信號作為反饋控制的輸入信號，提高反饋控制的精度。

進(jìn)一步，所述感應(yīng)線圈的直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于驅(qū)動線圈的直徑。從而增加了感應(yīng)線圈的匝數(shù)及總長度，提高了感應(yīng)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的信噪比。

進(jìn)一步，分壓單元的輸入阻抗接近無窮大。分壓電阻接近無窮大，避免感應(yīng)線圈內(nèi)出現(xiàn)寄生電流，使驅(qū)動線圈內(nèi)不耦合寄生電流，從而使流過感應(yīng)線圈的感應(yīng)電流盡可能接近0，避免了感應(yīng)線圈的引入對驅(qū)動線圈中電流的干擾。

進(jìn)一步，所述感應(yīng)線圈與驅(qū)動線圈共同纏繞于振動臺動圈的同一繞線槽，驅(qū)動線圈在內(nèi)，感應(yīng)線圈在外。

或者，振動臺動圈上具有感應(yīng)線圈繞線槽和驅(qū)動線圈繞線槽，感應(yīng)線圈纏繞于感應(yīng)線圈繞線槽內(nèi)，驅(qū)動線圈纏繞于驅(qū)動線圈繞線槽。