[实用新型]一种基于大阻尼比的双参量速度和加速度输出拾振器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种振动测量装置，特别是为工程振动和地震观测提供了一种基于大阻尼比的双参量输出拾振器，可同时测量振动加速度和振动速度。

背景技术

目前，用于振动测量和地震观测的传感器一般只能测量单一振动参量，如电容换能力平衡加速度计、压电式加速度计、应变式加速度计和线圈换能式加速度计等只能测量加速度；线圈式速度计、无源伺服式速度计等只能测量速度。如需要同时获得加速度和速度参量，需要使用加速度计和速度计两种振动传感器，给用户带来不便，增加使用成本；或利用一个加速度计经过信号调理器调理后得到这两种振动参量，此方法不可避免的要使用到积分器将加速度计的输出电压信号经积分后获得正比于速度的电压信号，然而积分势必会带来误差，尤其是针对长周期积分时将带来较大的漂移。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述技术中存在的不足之处，提供一种结构紧凑、设计合理，可同时测量振动加速度和振动速度的基于大阻尼比的一种基于大阻尼比的双参量速度和加速度输出拾振器。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：所述的单自由度系统由弹簧、阻尼器和运动部分质量块组成，运动部分质量块通过弹簧和阻尼器悬置在外壳内，所述的单自由度系统的上部设置有电容换能速度计，电容换能速度计由差动电容器和电容换能器相连组成，差动电容器与运动部分质量块上端连接，单自由度系统的下部设置有线圈换能大阻尼比加速度计，在运动部分质量块的下端连接一线圈架，线圈架上绕有输入线圈和反馈线圈两组线圈，两组线圈置于磁路系统的磁缝隙中，并分别与伺服放大器的输入端和输出端相连。

本实用新型的优点是：

1、结构紧凑、设计合理，在一个单自由度系统中实现了电容换能的振动速度测量和线圈换能的振动加速度测量；

2、利用大阻尼比线圈、换能技术拓宽传感器的频率特性和扩大了测量量程，且两种参量输出具有相同的幅频特性和相位特性；

3、适用范围广，可广泛用于多种土木水利工程的振动测量和地震观测。

附图说明

图1是本实用新型原理框图；

图2是本实用新型结构示意图；

图3是电容换能速度计电原理图；

图4是线圈换能大阻尼比加速度计电原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。

由图1-图4可知，本实用新型所述的单自由度系统2由弹簧7、阻尼器12和运动部分质量块14组成，运动部分质量块14通过弹簧7和阻尼器12悬置在外壳6内，所述的单自由度系统2的上部设置有电容换能速度计1，电容换能速度计1由差动电容器和电容换能器18相连组成，差动电容器与运动部分质量块14上端连接，单自由度系统2的下部设置有线圈换能大阻尼比加速度计3，在运动部分质量块14的下端连接一线圈架15，线圈架15上绕有输入线圈16和反馈线圈17两组线圈，两组线圈置于磁路系统的磁缝隙中，并分别与伺服放大器19的输入端和输出端相连。

所述的电容换能速度计1的差动电容器由上极板8、下极板10和活动极板9组成，上极板8和下极板10分别通过极板连接器11与外壳6相连，活动极板9通过活动极板连接器13与运动部分质量块14相连。

所述的电容换能速度计1的电容换能器18是由电容电压变换电路23和滤波电路24组成，差动电容器的三极板和电容电压变换电路23输入端相连，电容电压变换电路23的输出端与滤波电路24的输入端相连。

所述的磁路系统是由外磁路4和永磁体5组成，永磁体5和外磁路4下部的上端面连接，外磁路4的下部的下端面和外壳6相连，外磁路4和永磁体5的上端有一定磁缝隙。

所述的输入线圈16和反馈线圈17一端分别与伺服放大器19正输入端和灵敏度电阻20相连，另一端接地，灵敏度电阻20的另一端接伺服放大器19的输出端，伺服放大器19的负输入端连接输入电阻21和反馈电阻22，输入电阻21的另一端接地，反馈电阻22的另一端接伺服放大器19的输出端。

下面详述其工作原理和过程：