[发明专利]地震检波器特性参数测试仪及测试方法

权利要求书

1.地震检波器特性参数测试仪，其特征在于：包括温度传感器(2)、信号板(3)和计算机(4)，信号板(3)内设置有相连接的信号采集卡(3-1)和恒流源(3-2)，温度传感器(2)附着在检波器(1)上，检波器(1)的输出端及温度传感器(2)的输出端与信号采集卡(3-1)的输入端相连接，信号采集卡(3-1)的输出端与计算机(4)的输入端相连接，计算机(4)的输出端与信号采集卡(3-1)的输入端相连接，信号采集卡(3-1)的输出端与恒流源(3-2)的输入端相连接，恒流源(3-2)的输出端与检波器(1)的输入端相连接。

2.根据权利要求1所述的地震检波器特性参数测试仪，其特征在于：所述温度传感器(2)采用PP1000热电阻温度传感器。

3.根据权利要求1所述的地震检波器特性参数测试仪，其特征在于：所述信号采集卡(3-1)采用美国国家仪器NI公司的M系列数据采集卡。

4.权利要求所述的地震检波器特性参数测试仪进行检波器特性参数测试的方法，其特征在于：

所述计算机(4)输出正弦扫频信号给信号采集卡(3-1)，信号采集卡(3-1)将采集到的正弦扫频信号输出给恒流源(3-2)，恒流源(3-2)将该正弦扫频信号转换为幅值恒定的正弦扫频恒电流信号，并将该幅值恒定的正弦扫频恒电流信号输出给检波器(1)，检波器(1)响应正弦扫频信号并输出信号给信号采集卡(3-1)，同时温度传感器(2)将采集到的检波器(1)的温度信号输出给信号采集卡(3-1)，信号采集卡(3-1)将这两路信号输出给计算机(4)，计算机(4)通过计算得到检波器特性参数；具体计算方法如下：

步骤1：通过频率响应函数(3)得到相频曲线的第一个过零点，确定固有频率f₀；

H(f)=1R{Rc+2ζ0f2f0S022πM[(f02-f2)2+(2ζ0f0f)2]+j2πfLc+jS02(f02-f2)f2πM[(f02-f2)2+(2ζ0f0f)2]}---(3)]]>

其中：H(f)为检波器的频率响应函数，f为频率，R为检波器所在电路的串联电阻值，R_c为检波器的直流电阻，L_c为检波器等效电感，S₀为检波器开路灵敏度，f₀为检波器固有频率，ζ₀为检波器的阻尼比，M为检波器的动圈质量；

步骤2：给检波器(1)和电阻R串联组成的电路通入直流信号I，通过测量电阻R和检波器(1)两端的电压值，分别表示为U_in和U_out,得到即检波器(1)的直流电阻值；

步骤3：取频率响应函数(3)的实部，并忽略电感的影响，得到公式(4)；

Hre(f)=1R[Rc+2ζ0f2f0S022πM[(f02-f2)2+(2ζ0f0f)2]]---(4)]]>

当f＝f₀时，Hre(f0)=1R(Rc+S024πξ0f0M)---(5)]]>

当f=2f0]]>时，Hre(2f0)=1R(Rc+4ζ0S022πf0M(1+8ζ02))---(6)]]>

令  a＝R·H_re(f₀)-R_c                           (7)

得到，S0=4πζ0f0Ma---(8)]]>

令  b=R·Hre(2f0)-Rc---(9)]]>

得到，ζ0=b8(a-b)---(10)]]>

首先由频率响应函数(3)得到a、b值，由得到检波器的阻尼比ζ₀，再由得到检波器的灵敏度S₀，动态电阻定义为当f＝f₀并忽略电感的影响时检波器的阻抗值，故动态电阻R_d＝R·H(f₀)；

通过上述计算过程得到了检波器(1)的特性参数：固有频率f₀、直流电阻值R_c、阻尼比ζ₀、开路灵敏度S₀和动态电阻R_d。