[发明专利]一种用于低频力学谱测试仪的自动调零装置

权利要求书

1.一种用于低频力学谱测试仪的自动调零装置，其特征在于：包含底座、设置在底座上的机架、设置在机架上可水平滑动的光电变换器、设置在底座上通过步进电机驱动带动光电变换器滑动的同步带传动机构、用于采集光电变换器信号控制步进电机动作的调零电路；所述调零电路包括两组设置在光电变换器上均采用差动连接的硅光电池组、仪用放大器、减法器、过零比较器、双极性V/F转换器、整流电桥、比较器、电子开关A、与步进电机线连接的步进电机细分驱动器；其中一组所述硅光电池组与仪用放大器连接后连至上位机,用于采集光斑振动信号，经仪用放大器放大后传送至上位机中，另一组硅光电池组与减法器连接后分为两路，用于光电变换器的快速调零，一路接入过零比较器后连至步进电机细分驱动器，用于控制步进电机的转向，另一路接入双极性V/F转换器后连至步进电机细分驱动器，用于控制步进电机的转速；所述减法器的输出端分为两路，其中一路接入电子开关A后分别与过零比较器和双极性V/F转换器连接，另一路依次与整流电桥、比较器连接后连至电子开关A，用于反馈信号，根据电压差判断电路通断；所述比较器的输入端还连接有基准电压；

还包括以下测试方法：首先应根据测试材料的不同，调整基准电压；当一次测试完成后，上位机将发送一个控制信号到自动调零装置；此时，若光斑位置偏离零位，则对应的一组硅光电池组会因为光线照射面积不同输出差动电压，由减法器进行减法运算并放大，经整流电桥转换成单极性正电压后，通过比较器与基准电压比较；当小于基准电压时，光斑偏离在正常范围内，光电变换器不需要进行位置调整，则比较器输出为0，电子开关A不闭合，反之当大于基准电压时，比较器输出为逻辑1，使电子开关A闭合，分成两路，一路接过零比较器生成步进电机的转动方向控制信号，使步进电机驱动同步带带动光电变换器朝减少硅光电池组电压差的方向转动；另一路由双极性V/F转换器生成步进电机驱动脉冲，当硅光电池组的电压差越大，脉冲的频率越高，步进电机转速越快，光电变换器的移动越快，能迅速减小硅光电池组的电压差；反之硅光电池组的电压差较小时，则脉冲频率较低，能对光电变换器的位置进行微调，有效避免调零过度，依次循环，直至硅光电池组输出的差动电压小于基准电压，反馈信号通知上位机调零结束，可以进行下一次的力学谱测试。

2.根据权利要求1所述的用于低频力学谱测试仪的自动调零装置，其特征在于：所述调零电路还包括电子开关B、电子开关C；所述电子开关B和电子开关C均通过上位机控制，其中电子开关B接在过零比较器和步进电机细分驱动器之间，电子开关C接在双极性V/F转换器和步进电机细分驱动器之间。

3.根据权利要求2所述的用于低频力学谱测试仪的自动调零装置，其特征在于：所述机架包括两根竖直设置在底座两端的支架、两根水平放置的导轨；每根所述导轨的两端均通过滑块可上下滑动设置在两根支架上；所述光电变换器可滑动的设置在两根导轨上。

4.根据权利要求3所述的用于低频力学谱测试仪的自动调零装置，其特征在于：所述同步带传动机构包括分别设置在底座上的同步主动齿轮和同步从动齿轮、绕过同步主动齿轮和同步从动齿轮驱动光电变换器滑动的同步带；所述步进电机与同步主动齿轮通过联轴器连接。

5.根据权利要求4所述的用于低频力学谱测试仪的自动调零装置，其特征在于：所述光电变换器与同步带通过螺钉连接或卡扣连接或粘接。