台面中心位置指示器制造技术

一种台面中心位置指示器，其特征在于：包括一被测金属斜面、电涡流传感器、信号转换器、驱动电路和电平指示电路；被测金属斜面位于动圈上，斜面的斜向与台面振动方向一致；电涡流传感器固定在台体上，其探头面对被测金属斜面相隔布置，电涡流传感器的感应信号经信号转换器处理后输出一与台面漂移量线性相关的电压信号；该电压信号经驱动电路放大驱动电平指示电路。本实用新型专利技术能够在电动振动台开机前及运行中直观指示出台面的实时中心位置，方便操作者对台面中心位置的监控和调整，提高了系统的可靠性。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及环境力学试验的电动振动试验系统，具体涉及电动振动台 测量和显示台面中心位置的装置。
技术介绍
电动振动台作为主要的振动试验和动态特性测试仪器，可模拟试验样品的 实际工况，考核产品的结构强度，发现产品的早期故障，因此广泛应用于国防、 航天、航空、通讯、电子、汽车、摩托车、家电等行业。电动振动台是利用电磁振动原理设计的，其结构主要由台体、磁缸、励磁绕组、动圈、支承导向装置以及冷却装置等几部分组成。基本工作原理为绕 制在磁缸上的励磁绕组通入直流电产生恒定磁场，带有工作台面和驱动线圈的 动圈通有交变电流产生交变磁场，将产生交变磁场的动圈位于恒定磁场中，由 于交变磁场与恒定磁场之间相互作用，产生——激振力，推动工作台面围绕振 动中心来回振动。电动振动台在工作状态下，台面处于静态和动态的中心位置是十分重要的。 目前市场上电动振动台都使用空气弹簧支撑动圈和试件的重量，在试验前后安 装试件或拆卸试件时，气嚢的压力变化会引起工作台面中心漂移，在试验过程 中，也会因振动台本身的原因工作台面中心漂移。虽然通过手工操作气泵进行 静态的充放气或者用台体中心控制器进行静态或动态的调整可以将工作台面控 制在中心位置，但都没有一装置能将工作台面偏离中心的距离测量并直观显示 出来，目前操作者调整时只能依靠肉眼观测，调整不方便也不准确。特别是三 综合(振动、温度、湿度)或者四综合(振动、温度、湿度、压力)试验系统 中，由于工作台面封闭在试验箱中，操作者在外不易观察到台面的中心位置， 使调整操作繁瑣难实现，并且在振动中当台面中心控制器出现故障，工作台面 中心漂移了，操作者也无法及时发现，常导致试验结果不准确，甚至试验失败。 因而，若通过简单可靠的方式将工作台面的中心位置直观指示出来，明显可提 高工作效率和系统可靠性。
技术实现思路
本技术提供了一种台面中心位置指示器，其目的在于测量并直观指示 出台面静态和动态的中心位置，方便试验操作，提高系统的可靠性。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是 一种台面中心位置指示器，由一被测金属斜面、电涡流传感器、信号转换器、驱动电路和电平指示电路构成；所述被测金属斜面位于动圈上，其表面光滑，斜面的斜向与台面振动 方向一致；电涡流传感器固定在台体上，其探头面对被测金属斜面相隔布置， 电涡流传感器的感应信号经信号转换器处理后输出一与台面漂移量线性相关的 电压信号，该电压信号经驱动电路驱动电平指示电路。 上述技术方案中的有关内容的变化及解释如下1、 上述方案中，所述电平指示电路有以下两种较佳方案a、 所述电平指示电路主要由多个比较器以及发光二极管构成，各个比较器 的比较电位输出入端相并联接驱动电路的输出端，各个比较器的基准电位输入 端上设定的基准电位从小至大构成梯队，各个比较器的输出端上接所述发光二 极管，对台面中心位置分段指示。b、 所述电平指示电路主要由多个比较器以及多段式LCD屏构成，各个比 较器的比较电位输出入端相并联接驱动电路的输出端，各个比较器的基准电位 输入端上设定的基准电位从小至大构成梯队，各个比较器的输出端上接所述多 段式LCD屏的段位，对台面中心位置分段指示。2、 上述方案中，所述"被测金属斜面"是指为测台面中心位置特意设置在 动圈上的一被测斜面，它可以一体设置在动圈上，也可以是一装配固定在动圈 上的金属体上开设的斜面，该金属体是被组装在动圈上的。3、 上述方案中，所述"金属斜面的斜向与台面振动方向一致"是指金属斜 面是在台面振动方向上倾斜，斜面与台面振动轴线间夹锐角。4、 上述方案中，所述信号转换器(亦称"前置器")由振荡器、检波器、 滤波器、线性校准器和跟随器组成，振荡器的输出信号接电涡流传感器探头线 圈，电涡流传感器的感应信号经;险波器、滤波器、线性校准器转换成与台面漂 移量线性相关的电压信号，该电压信号由跟随器输出。所述电压信号由运算放 大器或三极管构成的跟随器输出。5、 电涡流传感器基本结构及其工作原理电涡流传感器是一种能静态和动态地非接触，高线性度，高分辨力地测量 被测金属导体距探头表面距离的传感器。它能够准确测量被测体(必须是金属 导体)与探头端面之间静态和动态的相对位移变化。电涡流传感器的基本工作系统由探头、延伸电缆、前置器以及被测体构成。 前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈，在探头头部的线圈中产生 交变的磁场。如果在这一交变磁场的有效范围内没有金属材料靠近，则这一磁4场能量会全部损失；当有被测金属体靠近这一磁场，则在此金属表面产生感应电流，电》兹学上称之为电涡流。与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线 圈方向相反的交变磁场，由于其反作用，使头部线圈高频电流的幅度和相位得 到改变(线圈的有效阻抗)，这一变化与金属体磁导率、电导率、线圏的几何形 状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。通 常假定金属导体材质均匀且性能是线性和各项同性，则线圈和金属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率6 、磁导率^、尺寸因子t、头部体线圈与金属导体表面的距离D、电流强度I和频率co参数来描述。则线圈特征阻抗可 用Z二F(t, ， 6，D，I， co)函数来表示。通常我们能做到控制t, g, 6,1, oo 这几个参数在一定范围内不变，则线圈的特征阻抗Z就成为距离D的单值函数， 虽然它整个函数是一非线性的，其函数特征为"S"型曲线，但可以选取它近似 为线性的一段。于此，通过前置器电子线路的处理，将线圈阻抗Z的变化，即 头部体线圈与金属导体的距离D的变化转化成电压或电流的变化。输出信号的 大小随探头到被测体表面之间的间距而变化，电涡流传感器就是根据这一原理 实现对金属物体的位移、振动等参数的测量。其工作过程是当被测金属与探头之间的距离发生变化时。则探头中线圈 的Q值发生变化，Q值的变化引起振荡电压幅度的变化，这个随距离变化的振 荡电压经过检波、滤波、线性补偿、放大归一处理转化成电压(电流)变化。 最终完成机械位移(间隙)转换成电压(电流)。本技术工作过程是电涡流传感器感应与动圈上的被测斜面的距离， 这个距离对应台面在振动方向上的中心位置，取得的这个感应信号经由电路检 波、滤波、校准，转换成线性关系的电压信号，该电压信号经驱动电路放大后 输入电平指示电路，当输入的电压信号超过对应级的比较器的基准电位时，该 比较器的输出即控制发光二级管导通发光，以此分段直观指示出实际台面的中 心位置。本技术的优点有1 、本技术能够在电动振动台开机前及运行中直观指示出台面的实时中 心位置，方便操作者对台面中心位置的监控和调整，提高了系统的可靠性。2、本技术结构简单、工作可靠、符合人性化设计，使操作者调整台面 中心位置更加方便和快捷，提高了工作效率。附图说明附图l为本技术结构示意框附图2为本技术电平指示电路的示意简图； 附图3为电平分段指示发光二极管布置示意图。以上附图中1、 4皮测金属斜面；2、动圈；3、电涡流传感器；4、台体。具体实施方式以下结合附图及实施例对本技术作进一步描述实施例参见附图l所示， 一种台面中心位置指示器，由一被测金属斜面 1、电涡流传感器3、信号转换器、驱动电路和电平指示电路构成；所述被测金 属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种台面中心位置指示器，其特征在于：由一被测金属斜面（１）、电涡流传感器（３）、信号转换器、驱动电路和电平指示电路构成；所述被测金属斜面位于动圈（２）上，其表面光滑，斜面的斜向与台面振动方向一致；电涡流传感器（３）固定在台体（４）上，其探头面对被测金属斜面（１）相隔布置，电涡流传感器（３）的感应信号经信号转换器处理后输出一与台面漂移量线性相关的电压信号，该电压信号经驱动电路驱动电平指示电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：武元桢，徐付新，
申请(专利权)人：苏州试验仪器总厂，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]