[实用新型]一种虚拟振动台检测设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及虚拟振动台检测设备领域，更具体的说是一种使用简单方便，适用于虚拟振动台信号处理方法的虚拟振动台检测设备。

技术背景

在以往的参数测量中，由于测量的参数多、测量现场的分布面广，因此需要多种分离式测量仪器如电荷放大器、电压表、频率计、失真度测量仪等，给测量带了极大的不便。后来采用了数字化的频率计、动态信号分析仪，但这些仪器主要依赖于进口，加工工艺复杂，对制造水平要求高，而且购买这些仪器所用的费用较高，仪器的通道少，使用受到了限制。目前应用最多的主要是B&K的PULSE振动测试系统，虽然其具有功能多，分析精度高等优点，但是其昂贵的价格，再加上英文操作界面限制了这类仪器在国内的推广与使用，而且对于某些测试项目仍然采用人工计算的方式，自动化程度不高。

所谓的虚拟仪器(Virtual Instrument，简称VI)，就是用户在通用计算机平台上，根据需求定义设计仪器的测试功能，使得使用者在操作一台他自己设计的测试仪器一样。虚拟仪器的出现，打破了传统仪器有厂家定义，用户无法改变的工作模式，使得用户可以根据自己的需求，设计自己的的仪器系统，在测试系统和仪器设计中尽可能用软件代替硬件，充分利用计算机技术来实现和扩展传统测试系统与仪器的功能。“软件就是仪器”是虚拟仪器概念最简单，最本质的概括。

计量定义为“实现单位统一、量值准确可靠的活动”，其具有准确性，统一性，溯源性，法制性特点。计量活动可看作是验证性质的测试过程，目的是确保仪器的测试数据具有必要的准确度和可靠性，以满足测试的需求。

对于传统仪器，其计量测试相对容易，计量人员可以根据国家、部门或地方颁布的计量技术法规开展具体的计量工作。而在基于虚拟仪器技术的国家计量基标准装置和计量测试系统中，尽管使用计算机、应用软件和仪器模块化能够大幅度提高装置和系统的集成化、自动化和智能化程度，但与此同时带来了以下问题。

传统计量标准装置各仪器的准确度或测量不确定度可以通过周期检定来确定，并通过分析各类误差源对被测量不确定度贡献的大小进行评估。对于使用虚拟仪器技术集成化程度很高的测量系统，数据采集的准确度是虚拟测试系统的基础，软件模块的准确度是虚拟测试系统的灵魂。对于硬件模块在由传感器传送到计算机的A/D转化环节和信号调理环节对系统的准确度影响较大；而在虚拟仪器软件编程中使用的数据算法带来的不确定分量以及出现的任何一个小的纰漏都可能对校准结果产生影响，因此很难评估和测量各误差源对被测量值影响的大小，所以无法再按照传统的方法进行不确定度的评估。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，设计一种集成度高，适用于虚拟仪器的虚拟振动台检测设备。

本实用新型通过以下技术方案实现其目的。

本实用新型所设计的虚拟振动台检测设备，结构包括加速度传感器、信号调理设备、数据采集卡和计算机，上述设备依次连接，所述信号调理设备和数据采集卡安装在独立的壳体中形成外挂式数据采集装置，通过USB接口与计算机连接。采用外挂式数据采集装置，其具有数据吞吐量大，价格便宜，方便携带等优点，采用该类型的数据采集装置既具有高档仪器的测量品质，又能满足测量需求的多样性。对大多数需求，这种方案不但实用，而且具有很高的性价比，是一种特别适合我国国情的虚拟仪器配置方案。

所述加速度传感器包括一个三向加速度传感器和至少四个单向加速度传感器。其中在振动台的中心点位置安装一个单向加速度传感器用于测试失真度，在中心点位置安装一个三向加速度传感器用于测试纵横比，在振动台上刚性的连接不少于三支单向加速度传感器用于测试均匀度。

本实用新型的加速度传感器采用压电式加速度传感器，压电式加速度传感器是一种安装方便，使用广泛的振动检测传感器，它具有体积小、重量轻、机构简单、工作可靠、信噪比高、安装方便等优点。

本设计的信号调理设备采用电荷放大器，同时为了避免信号混叠的出现，调理器应含有抗混滤波模块。

计算机通过串口与信号调理设备连接，可以通过计算机串口实现对信号调理设备的程控。

鉴于当前振动台测试仪器所面临的不足，针对市场对于低价位、高性能振动台参数检测装置的需求，本实用新型采用了先进的信号处理技术和基于USB接口的便携式数据采集装置，大大降低了测试成本，同时融入了数据的自动化处理，在保证测试精度和可靠性的前提下，提高了测试效率。

附图说明

图1为本实用新型系统结构示意图；

图2位本实用新型的系统模块图；