多功能变幅杆测试仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多功能变幅杆测试仪，其设有台面，台面下设有调平底座，台面上设有卡具移动定位装置，其特征是卡具内设有拾振器，拾振器的输入端设有拾针，输出端经导线与检测电路的采样信号输入接口相连接，激振器设在台面上并经导线与检测电路的激励信号输出接口相连接，其优点效果是：１．所测量的数据直接反映变幅杆自身的工作性能，而且测量时可避免反复拆装，测量速度快，操作方便，实时性好；２．成本较低，测量精度和功能满足实际生产需要，适于大规模应用普及；３．不但能测变幅杆共振频率Ｆｓ、而且还可以测放大系数Ｍｐ、相对振幅、相对振幅分布、节点位置等，实用性强。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及测试装置，具体地说是一种多功能变幅杆测试仪。
技术介绍
我们知道，在功率超声技术中，超声振动系统是超声产生的基础，它主要由换能器、变幅杆及加工工具等组成，其作用是将由超声波发生器输出的高频电信号转变为机械振动能。超声变幅杆主要作用是把机械振动的幅度或速度放大，或者将超声能量集中在较小的面积上，即聚能作用，其另一作用是用做机械阻抗变换器，在换能器和声负载之间进行阻抗匹配，使超声能量更有效地从换能器向负载传输，除此以外，超声变幅杆振动节点还可以作为整个超声振动系统的固定点，将系统的自重和承受的压力传递到地基上。超声变幅杆生产、修配工艺中，测量环节必不可少。由于材质的不均、处理工艺的偏差、加工的误差等不可预见性因素的影响，变幅杆的工作参数同实际计算和设计要求有一定的差别，为弥补这些差别，需要进行技术测量，然后根据测量结果进行参数修正，此外在实际生产应用中，经常会遇到一些特殊形状的变幅杆，设计时非常难于准确计算，只有通过技术测量，然后修正。超声变幅杆的主要技术参数项目有共振频率Fs、放大系数Mp、振幅、振幅分布，节点位置等，其中共振频率Fs是指超声变幅杆的固有谐振频率，放大系数Mp是指变幅杆工作在共振频率Fs时输出端与输入端振动幅度的比直，节点位置是指变幅杆工作在共振频率Fs时纵向振幅为零的位置。目前，没有针对超声变幅杆技术参数测量的专用工具，传统的测量方法是一种整体测量方法，其特点是测量时把被测变幅杆同换能器装配在一起，利用阻抗分析仪、阻抗电桥之类的仪器测量整体的谐振频率和阻抗参数，通过整体的谐振频率和阻抗参数判断变幅杆共振频率Fs是否合理，这种测量方法实践证明有很多缺陷，如测量时需反复拆装变幅杆和换能器、测量劳动强度大、程序复杂、效率低，而且有时可能损坏变幅杆和换能器的装配面，而测量结果是变幅杆同换能器装配一起的，不能很准确反映变幅杆单体的工作参数，此外它只能测试变幅杆共振频率Fs是否合理，对于放大系数Mp、振幅、振幅分布、节点位置等参数项的测量无能为力。针对变幅杆振幅和振幅分布的测量最直接的方法是光学方法，对于大振幅振动可用长焦距显微镜直接观察测量，对于小振幅的振动可用激光干涉仪来测量，这些方法非常直接，精度也很高，但测量程序非常麻烦，测量用仪器设备价格也非常昂贵，主要用于实验室场所，在实际生产中不实用，也不易普及。
技术实现思路
本技术的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种成本低廉、具有一定实用精度，能实时、快速、方便测量变幅杆相关技术参数的多功能变幅杆测试仪。本技术可以通过如下措施达到一种多功能变幅杆测试仪，设有台面，台面下设有调平底座，台面上设有卡具移动定位装置，其特征是卡具内设有拾振器，拾振器的输入端设有拾针，输出端经导线与检测电路的采样信号输入接口相连接，激振器设在台面上并经导线与检测电路的激励信号输出接口相连接。本技术中所述的检测电路是以单片机为控制中心的检测电路。拾振器输出信号经采样信号放大电路、峰值检波电路和A/D转换电路的处理，最后送入单片机的输入I/O口，单片机的输出I/O口通过数据总线控制频率合成电路，频率合成电路输出的信号经激励信号放大电路放大处理后送给激振器。本技术所述的卡具移动定位装置由立柱、丝杠、固定板、移动板、曲臂、卡具、手轮构成。本技术的优点效果是1、所测量的数据直接反映变幅杆自身的工作性能，而且测量时可避免反复拆装，测量速度快，操作方便，实时性好；2、成本较低，测量精度和功能满足实际生产需要，适于大规模应用普及；3、不但能测变幅杆共振频率Fs、而且还可以测普通仪器很难测到的技术参数，如放大系数Mp、相对振幅、相对振幅分布，节点位置等，在实际生产中很实用。附图说明附图是本技术的结构示意图，也是一种实施实例的结构示意图。图1是本技术的结构示意图。图2是本技术的原理方框图图3是本技术实例的检测电路简图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步描述如附图所示，一种多功能变幅杆测试仪，设有台面6，台面6下设有调平底座5，台面6上设有卡具移动定位装置，卡具移动定位装置由立柱8、丝杠7、固定板10、移动板9、曲臂12、卡具固定螺钉13、卡具14、手轮11构成；调平底座5用于调平支撑台面6，移动板9上设有曲臂12，曲臂12的另一端设有卡具14，卡具14经卡具固定螺钉13与曲臂12相连接，卡具14内设有拾振器4，拾振器4的输入端设有拾针3，拾振器4输出端经导线与检测电路15的采样信号输入接口相连接，激振器1设在台面6上并经导线与检测电路15的激励信号输出接口相连接；立柱8上刻有标尺并与丝杠7一起固定在台面6和固定板10之间；移动板9和丝杠7是一种丝母配合，手轮11(也可用减速电机替代)用于驱动丝杠7转动，当丝杠7被驱动时可以带动移动板9在立柱8支撑、导向作用下沿垂直Z方向上下移动；曲臂12联结在移动板9上，卡具14固定在曲臂12的终端，在曲臂12的作用下，卡具14可在XY有限平面内任意点定位；卡具14用于定位、装载拾振器1，且同拾振器1保持间隙配合，拾振器1可以随卡具14在手轮和曲臂13的作用下，滞留在有限XYZ三维空间内任意定位点；另外，松开卡具固定螺钉13，拾振器1还可以随卡具14沿曲臂13轴线任意角度调节，使拾振器1可与XY平面成任意角。本技术中的检测电路15是以单片机为控制中心的检测电路，包括单片机19、频率合成电路20、激励信号放大电路21、A/D转换电路18、峰值检波电路17、采样信号放大电路16、通信电路22、操作控制电路24、数据显示电路25。单片机19通过数据总线控制频率合成电路20输出频率扫描信号，频率扫描信号由激励信号放大电路21放大处理后送给激振器1，激振器1产生机械振动并把该振动通过被测变隔杆传2给拾振器4，拾振器4把检测到的机械振动信号转化为电压信号，该电压信号经采样信号放大电路16、峰值检波电路17和A/D转换电路18送入单片机19分析处理，处理结果由显示电路25显示出来。另外，单片机19可通过通信电路22与上位计算机23通信。本技术实施实例的工作原理如图3示单片机PIC16F877控制DDS芯片AD9850构成的频率合成电路以预设的频率步进值输出从预设开始频率开始到预设终止频率结束的一系列离散点频率扫描信号S，S经A1构成的激励信号放大电路放大后转换为激励信号S1供给激振器1；变幅杆2被激振器1激励后产生与S同频率的振动A，振动A被拾振器4拾取并转化为峰值同A振幅成正比关系的电压信号V1，V1经过A2、A3、A4等构成的采样信号差动放大电路放大处理和A5、D1、D2、C2等构成的峰值检波电路的检波，输出一反映变幅杆2被测质点相对振幅大小的电压信号V2，V2经A6构成的电压跟随器送入单片机PIC16F877内部的A/D转换电路后转化为数字信号D，D又通过换算处理后得到A振幅的相对值A1，A1作为被测参考点相对振幅测量结果可通过MAX7219驱动LED数码管组实时显示出来，与此同时数据D和其对应信号S的频率会被作为二维数据由单片机PIC16F877实时记录储存下来。扫描信号S结束后，单片机PIC16F877通过对扫描过程中数据的处理，找出被测参考质点最大振幅所对应的扫描信号S的频率f本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能变幅杆测试仪，设有台面，台面下设有调平底座，台面上设有卡具移动定位装置，其特征是卡具内设有拾振器，拾振器的输入端设有拾针，输出端经导线与检测电路的采样信号输入接口相连接，激振器设在台面上并经导线与检测电路的激励信号输出接口相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓海英，
申请(专利权)人：邓海英，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]