[实用新型]电动振动台功率放大器输出的真有效值测量保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及环境力学试验中的电动振动试验装置，特别涉及电动振动台功率放大器输出电压和输出电流的真有效值测量及保护装置。该测量及保护装置用来准确和实时监测电动振动台功率放大器输出到动圈的电压和电流，当功率放大器的输出电压或电流超过设定值时及时对系统实施保护。

背景技术

电动振动台是利用电磁振动原理而设计的一种振动模拟试验设备。它的结构包括台体、工作台面、励磁线圈、动圈等，其中，励磁线圈固设在台体的磁缸上，并通入直流电产生恒定磁场，而动圈和工作台面由浮动支承在台体上，动圈由功率放大器驱动，并通入交变电流产生交变磁场。由于交变磁场与恒定磁场之间相互作用，产生一随电流大小和方向变化而变化的激振力，推动工作台来回振动。

在电动振动台系统中，为了保护功率放大器和动圈不在过压和过流的状态下工作，需要对功率放大器输出到动圈的电压、电流进行实时测量，以此为参照设定功率放大器的过压、过流值，同时对功率放大器输出值进行显示和观察也有利于判断系统的工作情况。目前本行业中对功率放大器输出都采用有效值测量即利用峰值转换的方法，从功率放大器输出端通过电压和电流取样，检测到电压和电流的峰值，然后根据明确的比例关系(峰值/有效值＝1.414)计算出有效值。这种方法的缺点是只能准确测量不失真或失真很小的正弦波，且测量的频率范围窄。然而在真实的振动试验中，会遇到大量的非正弦波，如随机波、冲击波(包括半正弦波、三角波、梯形波等)等，而且波形的频率范围也很宽，一般要从1Hz到5kHz，甚至更高的范围。因此采用峰值转换方法测得的结果往往比真实发生的情况要小，无法对振动台在工作频率范围内的情况进行全面准确监测，最终会影响系统的可靠性。

发明内容

本实用新型提供一种电动振动台功率放大器输出的真有效值测量保护装置，其目的是要准确测量振动试验时在额定频率范围内功率放大器输出的各种波形的真有效值，从而全面准确的监测系统的工作情况，并能对功率放大器输出进行准确的保护。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种电动振动台功率放大器输出的真有效值测量保护装置，由电压检测保护电路和电流检测保护电路两部分组成，其创新在于：

所述电压检测保护电路包括电压取样电路、第一真有效值转换电路以及过压保护电路，其中，电压取样电路由第一、第二两个电阻串联构成分压电路，分压电路的两端跨接在功率放大器的两个输出端之间，从一个电阻的两端取出电压取样信号；第一真有效值转换电路由真有效值转换集成芯片和外围电路构成，电压取样信号经处理后接第一真有效值转换电路的电压输入端和公共端；过压保护电路由第一比较器构成，第一真有效值转换电路的电压输出端接第一比较器的一个输入端，第一比较器的另一个输入端经第一可调电阻接地，第一比较器的输出端输出过压保护控制信号；

所述电流检测保护电路包括电流取样电路、第二真有效值转换电路以及过流保护电路，其中，电流取样电路由第三电阻(分流器，实质为阻值很小的电阻)串联在功率放大器输出回路中构成，从第三电阻的两端取出电流取样信号；第二真有效值转换电路由真有效值转换集成芯片和外围电路构成，电流取样信号经处理后接第二真有效值转换电路的电压输入端和公共端；过流保护电路由第二比较器构成，第二真有效值转换电路的电压输出端接第二比较器的一个输入端，第二比较器的另一个输入端经第二可调电阻接地，第二比较器的输出端输出过流保护控制信号。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述“真有效值”是对被测波形将各次谐波分量平方，通过加权平均之后开平方得到的结果。

2、上述方案中，所述电压取样电路是通过分压电阻两端的电压信号来反映功率放大器的输出电压。电流取样电路是通过串联在功率放大器输出端的分流器即第三电阻两端的电压信号来反映功率放大器的输出电流。

3、上述方案中，所述过压保护电路和过流保护电路中均设有比较器，实时比较输入值与设定值，当输入值超过设定值时比较器输出保护控制信号，系统将功率放大器的输入信号钳到零电位(切断输入信号)或者系统自动停机。