CN201314867Y - 碰撞试验台的碰撞速率检测控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种碰撞试验台的碰撞速率检测控制装置，涉及碰撞试验设备，该装置包括测速电机以及比较器，测速电机的输出端接比较器反相输入端，比较器输出控制信号，其特征在于：在台体上设检测碰撞速率的加速度传感器(7)，加速度传感器(7)的输出经处理电路和A/D转换电路后输入到计算机控制系统，计算机控制系统的输出经D/A转换电路接比较器的正相输入端。本方案结构简单，性能稳定，操作简单，调试方便，并且能有效、准确控制碰撞试验台的碰撞速率，解决了目前碰撞速率显示不稳定，控制误差大的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及力学环境试验设备技术领域，具体涉及碰撞试验台的一种碰撞速率检测控制装置。
背景技术
碰撞试验台是一种碰撞试验设备，主要用来模拟产品在使用或运输过程中遭受碰撞的环境。典型的凸轮提升式碰撞试验台台体如图1所示，主要由工作台面1、缓冲垫2、导柱3、凸轮机构4、底座5和直流调速电机6组成。工作时，直流调速电机6通过减速器带动凸轮机构4转动，凸轮机构4顶升工作台面1向上运动。当工作台面1上升到一定高度时即自由落下撞在缓冲垫2上，产生半正弦波形的碰撞脉冲。由于在工作台面1上升过程中凸轮受力，而工作台面1自由落下时凸轮不受力，因此直流调速电机6在同一驱动电压作用下，工作台面1上升时转得慢，而在工作台面1自由落下时转得快。
目前碰撞试验台的碰撞速率检测控制装置如图2所示，碰撞速率检测由测速电机、处理电路和碰撞速率表组成，测速电机的转轴与直流调速电机转子传动连接，测速电机定子线圈输出电信号经处理电路后接入碰撞速率表显示当前的碰撞速率。由于直流调速电机转速变化使得测速电机测得的电信号极不稳定，因此碰撞速率表所显示的碰撞速率数据在某一范围内左右晃动。如果操作者仅凭借这样的数据并通过手动调整输出电路(见图2)来调整碰撞速率，显然碰撞速率不易控制，误差也大。因此采用何种控制方式才能有效、准确的控制碰撞试验台的碰撞速率是我们研究的问题。
发明内容
本实用新型提供一种碰撞试验台的碰撞速率检测控制装置，其目的是要有效、准确控制碰撞试验台的碰撞速率，解决目前碰撞速率显示不稳定，控制误差大的问题。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种碰撞试验台的碰撞速率检测控制装置，包括测速电机以及比较器，测速电机的转轴作为转动输入端，与直流调速电机的转子传动连接，测速电机的定子线圈输出端与比较器的反相输入端连接，比较器的输出端与整流模块的控制端连接，整流模块的输出与直流调速电机的线圈连接，比较器的输出端接比较器的反相输入端形成电压负反馈，其创新在于：在台体上设置有一用于碰撞速率的加速度传感器，加速度传感器的电信号输出经处理电路后接A/D转换电路的输入端，A/D转换电路的输出端接计算机控制系统的输入端，计算机控制系统的输出端接D/A转换电路的输入端，D/A转换电路的输出端接比较器的正相输入端。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1、上述方案中，碰撞速率是指碰撞试验台工作台面的底部冲击面与缓冲垫在1分钟时间里碰撞在一起的次数。它是由计算机控制系统根据传感器的触发状态计算出来的。
2、上述方案中，计算机控制系统的输出电压是自动调整的。其工作原理是：将实际测得的碰撞速率与试验要求的碰撞速率相比较，以一定的步长调整输出电压大小，使台体按照试验碰撞速率要求进行工作。
3、上述方案中，测速电机与直流调速电机最好要同轴安装。测速电机输出的信号与计算机控制系统输出在比较器上构成一电压负反馈电路，以保证直流调速电机转速稳定。
4、上述方案中，所述加速度传感器安装在台面上，它的作用是检测碰撞信号并经前置放大电路和A/D转换电路送给计算机控制系统。本方案加速度传感器有两种形式，一种是压电式电荷输出加速度传感器，另一种是压电式电压输出加速度传感器。这两种压电式加速度传感器都为现有技术(国内目前有江苏联能电子技术有限公司生产)，主要由底座、质量块、敏感元件和外壳组成，工作原理是利用压电陶瓷(压电晶体)的压电效应而制造出的一种换能产品。所不同的是压电式电荷输出加速度传感器输出的是电荷量，而压电式电压输出加速度传感器输出的是电压量。这个电压量是利用压电晶体的正压电效应输出的高阻电荷量，经内部集成电路变换后输出一与机械量成正比的低阻电压信号产生的。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
1、本实用新型使用计算机自动控制，结构简单，性能稳定，操作简单，调试方便。
2、本实用新型提高了整个碰撞试验台系统对碰撞速率控制的精确性。
3、本实用新型采用D/A转换电路具有很好的扩展性和灵活的使用范围。
4、本实用新型之所以采用加速度传感器作为速率控制装置的传感元件，是因为在碰撞试验台中本身要测量碰撞试验的加速度指标，使用加速度传感器可以一举两得，一方面可以作为测量加速度的传感器，另一方面可以作为测量碰撞速率的传感器。不需采用其它传感器来测量碰撞速率，充分利用现有资源。
附图说明
附图1为凸轮提升式碰撞试验台台体结构示意图；
附图2为现有碰撞试验台碰撞速率检测控制原理图；
附图3为本实用新型碰撞试验台碰撞速率检测控制原理图。
以上附图中：1、工作台面；2、缓冲垫；3、导柱；4、凸轮机构；5、底座；6、直流调速电机；7、加速度传感器。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例：一种碰撞试验台的碰撞速率检测控制装置
如图3所示，该装置主要由测速电机、比较器、加速度传感器7、前置放大电路、A/D转换电路、D/A转换电路和计算机控制系统组成。测速电机的转轴作为转动输入端，与直流调速电机的转子同轴传动连接。测速电机的定子线圈输出端与比较器的反相输入端连接，比较器的输出端与整流模块的控制端连接，整流模块的输出与直流调速电机的线圈连接。比较器的输出端接比较器的反相输入端形成电压负反馈。在台体上设置有一用于碰撞速率的加速度传感器7，该加速度传感器7为压电式电荷输出加速度传感器或压电式电压输出加速度传感器，加速度传感器7安置在工作台面1上。加速度传感器7的电信号输出经前置放大电路后接A/D转换电路的输入端，A/D转换电路的输出端接计算机控制系统的输入端，计算机控制系统的输出端接D/A转换电路的输入端，D/A转换电路的输出端接比较器的正相输入端。
工作时，加速度传感器7检测碰撞信号并经前置放大电路和A/D转换电路送给计算机控制系统。计算机控制系统根据传感器的触发状态计算出碰撞速率，并将实测的碰撞速率和试验要求的碰撞速率进行比较，以一定的步长调整计算机控制系统的输出，计算机控制系统输出经D/A转换电路接到比较器的正相输入端，比较的结果输出到整流模块的控制端，即改变直流调速电机的转速，起到控制碰撞速率的作用。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1、一种碰撞试验台的碰撞速率检测控制装置，包括测速电机以及比较器，测速电机的转轴作为转动输入端，与直流调速电机(6)的转子传动连接，测速电机的定子线圈输出端与比较器的反相输入端连接，比较器的输出端与整流模块的控制端连接，整流模块的输出与直流调速电机(6)的线圈连接，比较器的输出端接比较器的反相输入端形成电压负反馈，其特征在于：在台体上设置有一用于碰撞速率的加速度传感器(7)，加速度传感器(7)的电信号输出经处理电路后接A/D转换电路的输入端，A/D转换电路的输出端接计算机控制系统的输入端，计算机控制系统的输出端接D/A转换电路的输入端，D/A转换电路的输出端接比较器的正相输入端。
2、根据权利要求1所述的碰撞速率检测控制装置，其特征在于：所述加速度传感器(7)为压电式电荷输出加速度传感器，压电式电荷输出加速度传感器安置在工作台面(1)上。
3、根据权利要求1所述的碰撞速率检测控制装置，其特征在于：所述加速度传感器(7)为压电式电压输出加速度传感器，压电式电压输出加速度传感器安置在工作台面(1)上。
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Cited By (2)
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| CN102095565A (zh) * | 2010-12-20 | 2011-06-15 | 张光辉 | 冲击试验台 |
| CN111006958A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-04-14 | 苏州苏试试验集团股份有限公司 | 一种碰撞台试验台的控制装置及其控制方法 |
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2008
- 2008-11-25 CN CNU2008201993488U patent/CN201314867Y/zh not_active Expired - Lifetime
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