測試空氣彈簧振動特性的設備制造技術

本實用新型專利技術公開了一種測試空氣彈簧振動特性的設備。本實用新型專利技術解決的技術問題是提供一種工作頻率和激振力范圍寬、測試場所的選擇方便靈活并且可以在實驗前預先標定參數的測試空氣彈簧振動特性的設備。其技術方案為：測試空氣彈簧振動特性的設備，包括電動式激振器、激光位移傳感器、加速度傳感器和力傳感器；信號發生器和功率放大器依次與電動式激振器通過電訊號連接；激光位移傳感器、加速度傳感器和力傳感器將其信號傳遞到電荷放大器進行信號放大后，然后儲存于計算機；電動式激振器懸空設置；電荷放大器的信號先進入數據采集系統，再經數據采集系統進入所述計算機。（*該技術在2019年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種振動特性測試儀器，特別涉及一種測試空氣彈簧振動特性的設備。
技術介紹
目前的材料測試試驗臺已經產業化，同時配套測試系統也比較完善，國內外生產彈性試驗機的廠家和科研單位也有幾十家。其原理圖如附圖說明圖1所示。 到目前位置，空氣彈簧檢測試驗激振方式主要包括機械振動方式、電液振動方式、電動振動方式。 電動式振動是根據電磁感應原理設計的，當通電導體處在恒定磁場中將受到力的作用，當導體中通以交變電流時將產生振動。振動臺的驅動線圈正式處在一個高磁感應強度的空隙中，當需要的振動信號從信號發生器或振動控制儀產生并經功率放大器放大后通到驅動線圈上，這時振動臺就會產生需要的振動波形。電動振動臺頻率寬、加速度大，易于實現隨機控制，可以實現大位移、大推力，因而在國防科技、航空航天技術、武器裝備研制以及汽車、電子、建筑等民用工業上得到了廣泛應用。電動振動方式是目前市場上運用最廣泛的一種振動方式。它的頻率范圍寬，工作頻率范圍約為2Hz 2KHz，易于實現自動和手動控制，加速度波形好，適合產生隨機波，可得到很大的加速度。目前電動振動可以提供1 40000kg的激振力。 現有的各種測試裝置的激振器是通過支架安裝于地面上，激振器在振動過程中，激勵力一定會傳遞到激振器的安裝基礎上。為了避免基礎的振動對激振器的影響，基礎必須具有相當大的反作用質量和剛度。另一方面，為了避免基礎的振動傳遞到房屋建筑結構上，這種安裝基礎必須是抗震地基，而且只能測試面積不大于工作臺面的材料。如圖3所示，該測試儀包括通過調整螺桿02安裝在橫梁01上的傳感器03，前述各部件通過立柱04安裝于工作臺05上，工作臺05位于機體總成08上，工作臺05下部安裝有伺服測振裝置07和位移傳感器06。 參見圖2所示，是江蘇汽車與交通工程學院的袁春元，周孔亢等人發表在2008年3月第三期第24巻的農業工程學報上的一片文章 一 《車用空氣彈簧力學性能仿真及試驗研究》，文章中給出的試驗的測試原理圖?，F有的各種測試裝置中的，試驗在振動過程中無法防止偏心加載并且在試驗前都不可以進行實驗參數的標定。試驗測試系統的精確性與試驗中各個傳感器的精度有相當大的關系，選擇高精度傳感器可以提高試驗精度，除此以外，傳感器的標定系數也是決定傳感器精度的主要因素，因此，試驗前都要對試驗中使用的傳感器進行標定，以保證該次試驗的有效性和準確性。 儀器的準確性與試驗結果的有效性密切相關，試驗系統中的設備在試驗前都要進行相關的測試來標定，以確保本次試驗用到的儀器參數是有效可行的，否則試驗數據處理中由于儀器標定系數而帶來誤差。 另外，通常的試驗設備一般不標定，由廠家直接給出設備的精度，但儀器不可能是不變的，因此，如果需要標定需要用一個高精度的傳感器來做試驗。
技術實現思路
本技術的目的在于克服現有技術的上述缺陷，提供一種工作頻率和激振力范圍寬、測試場所的選擇方便靈活，并且可以在實驗前預先標定參數的測試空氣彈簧振動特性的設備。 本技術的目的通過以下技術方案予以實現 測試空氣彈簧振動特性的設備，包括激振器和與所述激振器剛性固定連接的質量塊，所述激振器與質量塊之間設置有力傳感器，所述質量塊上設置有位移傳感器；信號發生器和功率放大器依次與所述激振器通過電訊號連接；所述力傳感器和位移傳感器將其信號傳遞到電荷放大器進行信號放大，然后儲存于計算機；所述激振器為電動式激振器，所述剛性固定連接的質量塊和電動式激振器懸空設置；所述位移傳感器為激光位移傳感器。 所述所述質量塊上還增設有加速度傳感器。 所述所述質量塊上還增設有位移感應板。 所述激光位移傳感器、加速度傳感器和力傳感器以及位移感應板皆為兩個且對稱設置。 所述設備增設數據采集系統與所述計算機進行通訊連接。 本技術的有益效果為 1、振動方式采用最新的電動式激振器進行加載，頻率范圍從2Hz 2KHz連續可調，激振力從1 40000kg連續可調。 2、本技術將電動式激振器懸于上方，可以避免由于激振器傳遞到基礎，造成對試驗振動測試的影響；而且測試場所的選擇方便靈活，并可對無限大的待測物進行測試。 3、整套試驗的費用2 3萬元，較市場上的設備比起來便宜很多，目前此類設備還處于行業壟斷狀態下，加之其制造成本也較高。 4、標定對于試驗的成敗是關鍵，本試驗系統在試驗前都可以進行標定，且方便、有效。 5、對于加載是否存在偏心，本試驗系統在試驗系統中對稱地加入了兩個激光位移傳感器和兩個加速度傳感器，兩個加速度傳感器測量信號和激光位移傳感器測量的信號進行比較相互驗證，并可以防止偏心加載。 6、本技術的試驗儀器只需要直接在上面加一重物即可以靜態標定，或者給其一個沖量載荷讓重物自由振動，即可以動態標定。以下結合附圖及具體實施方式，對本技術作進一步說明。 圖1是
技術介紹
中常用的振動試驗臺振動特性試驗原理圖； 圖2是
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中另一現有技術振動特性試驗原理圖； 圖3是
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中測試裝置簡圖； 圖4是本技術工作原理圖； 圖5是本技術測試設備簡圖； 圖6是靜態標定結果曲線圖； 圖7是動態標定結果曲線圖； 圖8是兩個激光位移傳感器信號比較圖； 圖9是兩個加速度傳感器信號比較圖； 圖10是激光位移傳感器部分數據測量結果及其局部放大圖； 圖11是加速度傳感器部分數據測量結果及其局部放大圖； 圖12是橡膠空氣彈簧的遲滯回線圖。 附圖標識1、進氣口 2、橡膠空氣彈簧 3、激光位移傳感器4、加速度傳感器5、力傳感器6、電動式激振器7、質量塊8、位移感應板01、橫梁02、調整螺桿03、傳感器04、立柱05、工作臺06、位移傳感器07、伺服測振裝置08、機體總成具體實施方式下面結合具體實施例對本技術作進一步的說明。 如圖5所示，測試空氣彈簧振動特性的設備，包括激振器和與所述激振器剛性固定連接的質量塊7，所述激振器與質量塊7之間設置有力傳感器7，所述質量塊7上設置有位移傳感器；信號發生器和功率放大器依次與所述激振器通過電訊號連接；所述力傳感器5和位移傳感器將其信號傳遞到電荷放大器進行信號放大，然后儲存于計算機；所述激振器為電動式激振器6，所述剛性固定連接的質量塊7和電動式激振器6懸空設置；所述位移傳感器為激光位移傳感器3 ;所述質量塊7上還設有加速度傳感器4和位移感應板8 ;所述設備增設數據采集系統與所述計算機進行通訊連接；所述激光位移傳感器3、加速度傳感器4和力傳感器5以及位移感應板8皆為兩個且對稱設置。 參見圖4，信號發生器和功率放大器依次與所述電動式激振器通過電訊號連接；所述激光位移傳感器3、加速度傳感器4和力傳感器5將其信號傳遞到電荷放大器進行信號放大后，然后儲存于計算機；所述電荷放大器的信號先進入所述數據采集系統，再經所述數據采集系統進入所述計算機。 將上述設備安裝好后，用來對橡膠空氣彈簧2進行的試驗，試驗條件空氣彈簧為兩個曲囊，壓力0. 6MPa，壓力通過進氣口 1加入；頻率2Hz，步驟如下 1、傳感器的標定 靜態標定 安裝完試驗裝置后，將質量塊7安裝在橡膠空氣彈簧2上，測量出此時靜態條件下傳感器的信號，并讓信號持續一段時間，根據加載在上方的質量塊可以計算出加載力F，并通過采集系統采集到傳感器的電壓信號，持續的信號可以判斷傳感器是否穩定，對本文檔來自技高網...

【技術保護點】
測試空氣彈簧振動特性的設備，包括激振器和與所述激振器剛性固定連接的質量塊（７），所述激振器與質量塊（７）之間設置有力傳感器（５），所述質量塊（７）上設置有位移傳感器；信號發生器和功率放大器依次與所述激振器通過電訊號連接；所述力傳感器（５）和位移傳感器將其信號傳遞到電荷放大器進行信號放大，然后儲存于計算機；其特征在于：所述激振器為電動式激振器（６），所述剛性固定連接的質量塊（７）和電動式激振器（６）懸空設置；所述位移傳感器為激光位移傳感器（３）。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱石堅，浣石，樓京俊，陶為俊，
申請(專利權)人：中國人民解放軍海軍工程大學，
類型：實用新型
國別省市：83[中國|武漢]