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電磁振動(dòng)臺(tái) 超容差報(bào)警 系統(tǒng)信號(hào)干擾消除方法與流程

本技術(shù)屬于力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，本技術(shù)涉及一種電磁振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)信號(hào)干擾消除的方法，主要涉及隔離變壓器和濾波器在消除力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備電磁振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)干擾信號(hào)中的應(yīng)用。

湖南金鼎賽斯電子儀器科技有限公司，是長(zhǎng)沙理工大學(xué)在湖南桃江建立的產(chǎn)學(xué)研基地和振動(dòng),沖擊，碰撞，高低溫試驗(yàn)箱，液壓控制技術(shù)研究所，專業(yè)從事以電動(dòng)振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，沖擊碰撞試驗(yàn)機(jī)，恒溫恒濕箱，伺服控制系統(tǒng)為驅(qū)動(dòng)的大型力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)裝備、仿真試驗(yàn)裝備的研發(fā)、生產(chǎn)及技術(shù)服務(wù)的高科技實(shí)體。湖南金鼎賽斯電子儀器科技有限公司的成立，實(shí)現(xiàn)了研究所從單一的研發(fā)團(tuán)隊(duì)向：集公司、大學(xué)和研究所產(chǎn)、學(xué)、研為一體的高科技企業(yè)的轉(zhuǎn)變。公司在原研究所研發(fā)團(tuán)隊(duì)的基礎(chǔ)上，擴(kuò)充了一批具有豐富經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員，完善了市場(chǎng)營(yíng)銷隊(duì)伍，建立了完善的生產(chǎn)與技術(shù)服務(wù)隊(duì)伍?？偛吭O(shè)立在湖南桃江經(jīng)開區(qū)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)設(shè)在長(zhǎng)沙理工大學(xué)，研究所由數(shù)位具有10年以上從事非標(biāo)產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的博士，研究員組成。公司主要銷售振動(dòng)臺(tái)、高低溫試驗(yàn)箱、機(jī)械沖擊沖擊臺(tái)、碰撞試驗(yàn)機(jī)，加載試驗(yàn)臺(tái)、疲勞試驗(yàn)臺(tái)等產(chǎn)品，同時(shí)研發(fā)各種非標(biāo)類道路模擬、海航模擬、飛行模擬試驗(yàn)臺(tái)。

湖南金鼎科技生產(chǎn)大型，大臺(tái)面振動(dòng)臺(tái) 振動(dòng)控制器，瞬斷儀，2噸、5噸，7噸，10噸，16噸，35噸，20噸，45噸，85噸振動(dòng)臺(tái)，臺(tái)面有：1米X1米,2米X2米,5米X6米

振動(dòng)試驗(yàn)是仿真產(chǎn)品在運(yùn)輸(Transportation)、安裝(Installation)及使用(Use)環(huán)境中所遭遇到的各種振動(dòng)環(huán)境影響，試驗(yàn)由電磁振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)實(shí)施。電磁振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)是力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)的重要設(shè)備之一，主要由振動(dòng)臺(tái)臺(tái)體、傳感器、信號(hào)適調(diào)器、控制儀、功率放大器組成(如圖1所示)，其中控制儀發(fā)出控制信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端(DRIVE端口)輸出到功率放大器，功率放大器將此信號(hào)放大后輸出為大電流驅(qū)動(dòng)電磁振動(dòng)臺(tái)面運(yùn)動(dòng)，臺(tái)面的實(shí)際運(yùn)動(dòng)行為經(jīng)傳感器測(cè)量得到，傳感器測(cè)回的信號(hào)由信號(hào)適調(diào)器放大和濾波處理后輸入控制儀形成完整的閉環(huán)控制回路?？刂苾x所接電源來(lái)自民用220V、50Hz電源，驅(qū)動(dòng)電磁振臺(tái)動(dòng)圈的功放電源來(lái)自380V動(dòng)力電源。在調(diào)試新設(shè)備過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)傳感器輸入的信號(hào)在50Hz有干擾信號(hào)存在，尤其是大功率設(shè)備(如焊機(jī))工作時(shí)，甚至在使用不間斷電源系統(tǒng)(UPS)供電時(shí)仍然有干擾存在。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)振動(dòng)試驗(yàn)容差有著具體要求，干擾信號(hào)的存在將使控制信號(hào)中疊加一個(gè)額外信號(hào)，從而導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果有超差風(fēng)險(xiǎn)，例如航天領(lǐng)域環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)GJB1027A-2005對(duì)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)容差的要求為：20～1000Hz容差為1.5dB，1000～2000Hz容差為3.0dB。50Hz干擾信號(hào)的直接影響是隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中由于疊加一個(gè)50Hz的干擾，導(dǎo)致控制信號(hào)超差，對(duì)于低量 級(jí)的試驗(yàn)，超差更為明顯。

通常，為了消除振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)中的干擾信號(hào)，采用將振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)中各設(shè)備連接建筑地線的方式，此種方式要求振動(dòng)臺(tái)設(shè)備所在建筑區(qū)域需預(yù)埋地線且留有接口，此外還要求在試驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中，不能有使用同一地線的其它大功率設(shè)備(如電焊機(jī)、UPS電源等)開機(jī)工作，否則將會(huì)引入新的干擾，在小量級(jí)隨機(jī)試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)結(jié)果超差的風(fēng)險(xiǎn)將大大增加。此外，若在無(wú)地線接口的建筑物內(nèi)新安裝振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，采用新埋地線的方案不但工程周期長(zhǎng)，經(jīng)費(fèi)成本也顯著增大。

在高層建筑、機(jī)場(chǎng)、車站、碼頭、工礦企業(yè)及隧道的輸配電等場(chǎng)所，供電信號(hào)干擾問(wèn)題常用隔離變壓器，一般用來(lái)機(jī)器維修保養(yǎng)用，起保護(hù)、防雷、濾波作用。隔離變壓器是指輸入繞組與輸出繞組在電氣上彼此隔離的變壓器，用以避免偶然同時(shí)觸及帶電體(或因絕緣損壞而可能帶電的金屬部件)和大地所帶來(lái)的危險(xiǎn)。

對(duì)于弱電系統(tǒng)中干擾常采用濾波器。電源濾波器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路。濾波器可以對(duì)電源線中特定頻率的頻點(diǎn)或該頻點(diǎn)以外的頻率進(jìn)行有效濾除，得到一個(gè)特定頻率的電源信號(hào)，或消除一個(gè)特定頻率后的電源信號(hào)。

電磁振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)出廠產(chǎn)品并不含有接地外的抗干擾設(shè)備。要快速簡(jiǎn)潔的地消除干擾信號(hào)，考慮到振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)中同時(shí)包含功率放大器強(qiáng)電設(shè)備和傳感器、信號(hào)適調(diào)器、控制儀弱電設(shè)備，需考慮不同方式消除所有環(huán)節(jié)干擾信號(hào)。

鑒于以上原因，研制了一種針對(duì)電磁振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)的干擾信號(hào)消除方法，以保證試驗(yàn)過(guò)程中控制信號(hào)滿足試驗(yàn)容差要求，實(shí)現(xiàn)容易、經(jīng)濟(jì)性好、效果明顯。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本技術(shù)的目的在于提供一種電磁振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)中干擾信號(hào)的消除方法，保證試驗(yàn)系統(tǒng)中控制信號(hào)不受外界電源影響，從而使試驗(yàn)滿足容差要求。

本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種電磁振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)中干擾信號(hào)的消除方法，所述電磁振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)主要由振動(dòng)臺(tái)臺(tái)體、傳感器、信號(hào)適調(diào)器、控制儀、功率放大器，供電電源，功率放大器供電配電柜組成，所述消除方法包括如下步驟：

1)將電磁振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)系統(tǒng)中的控制儀與其供電電源之間依次設(shè)置隔離變壓器和濾波器進(jìn)行干擾信號(hào)隔離；

2)再將另一隔離變壓器設(shè)置在電磁振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)系統(tǒng)中的控制儀輸出端(DRIVE信號(hào)輸出口)和功率放大器的輸入端之間再次進(jìn)行干擾信號(hào)隔離；

3)同時(shí)將濾波器設(shè)置在功率放大器和功率放大器供電配電柜之間，降低整個(gè)建筑樓體的外部電網(wǎng)對(duì)功率放大器的信號(hào)干擾；

4)將整個(gè)電磁振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)接入信號(hào)地。

其中，所述隔離變壓器的頻率范圍為0.2～15MHz；幅值失真為≤0.15％；工作溫度為0～70℃；輸出功率為1kW；鐵芯形式為C型鐵芯；

其中，所述隔離變壓器封裝到金屬殼內(nèi)，輸入端與輸出端為BNC接口引出。

其中，所述隔離變壓器型號(hào)為JD-40K，隔離變壓器的次級(jí)全屏蔽。

其中，所述金屬殼的材質(zhì)為1mm厚的冷軋鋼板，外表面噴塑，內(nèi)表面涂防銹漆。

其中，所述濾波器型號(hào)為JD310-200KS。

其中，所述濾波器封裝到機(jī)箱內(nèi)，機(jī)箱材質(zhì)為1mm厚的冷軋鋼板，外表面噴塑，內(nèi)表面涂防銹漆；

其中，所述機(jī)箱的輸入、輸出預(yù)留進(jìn)、出線孔。

本技術(shù)具有如下的有益效果：

本技術(shù)的振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)中信號(hào)干擾消除方法避免了單獨(dú)為設(shè)備進(jìn)行土建改造埋接地樁施工量大、周期長(zhǎng)、經(jīng)費(fèi)開銷大的缺點(diǎn)，解決周期短，經(jīng)濟(jì)性好，具有很好的可移植性，保證了振動(dòng)試驗(yàn)不因信號(hào)干擾帶來(lái)超差。且本發(fā) 明能夠快速實(shí)現(xiàn)，無(wú)需對(duì)建筑樓體進(jìn)行單獨(dú)施工。干擾信號(hào)*消失，試驗(yàn)結(jié)果在滿足國(guó)軍標(biāo)容差范圍要求。對(duì)于干擾不明顯的電磁試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)，采用此方式應(yīng)用隔離變壓器和濾波器可大大加強(qiáng)系統(tǒng)抗*力。

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的隔離變壓器和濾波器在電磁振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)中消除干擾信號(hào)的方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，具體實(shí)施方式僅為示例的目的，并不旨在限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

分別顯示了本技術(shù)的隔離變壓器和濾波器在電磁振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)系統(tǒng)中控制儀與控制儀供電電源之間、控制儀與功率放大器(簡(jiǎn)稱功放)之間、功放與功放配電柜之間消除干擾信號(hào)的方法。本發(fā)明的隔離變壓器和濾波器在電磁振臺(tái)系統(tǒng)信號(hào)干擾消除方法，包括在電磁振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)各部分之間如何安裝好一整套完整方法。

在本技術(shù)的一具體實(shí)施方式中(參照?qǐng)D3)，將控制儀輸入端的干擾信號(hào)隔離采用從220V電源依次連接隔離變壓器及濾波器的方法，隔離變壓器及濾波器具體技術(shù)指標(biāo)為：

a.隔離變壓器指標(biāo)：

1)隔離變壓器變比：1：1；

2)變壓器輸出功率：1kW；

3)變壓器鐵芯形式：C型鐵芯；

4)變壓器次級(jí)全屏蔽；

5)輸入、輸出及屏蔽層引出端子：M5螺栓引出；

b.濾波器指標(biāo):

1)型號(hào)：JD-20T；

c.濾波器和變壓器封裝到機(jī)箱內(nèi)，機(jī)箱材質(zhì)為1mm厚的冷軋鋼板，外表面噴塑，內(nèi)表面涂防銹漆；

d.機(jī)箱輸入端為標(biāo)準(zhǔn)電源線接口，輸出端4個(gè)單相三極插座。

在本發(fā)明的一具體實(shí)施方式中(參見(jiàn)圖4)，本發(fā)明的控制儀和功放之間干擾信號(hào)隔離采用在控制儀和功放系統(tǒng)信號(hào)連接線之間增加一個(gè)隔離變壓器的方法，對(duì)隔離變壓器具體要求技術(shù)指標(biāo)為：

a.隔離變壓器型號(hào)：JD-40K；

b.頻率范圍：0.2～15MHz；

c.幅值失真：≤0.15％；

d.工作溫度：0～70℃；

e.隔離變壓器要封裝到金屬殼內(nèi)，輸入、輸出端為BNC接口引出；

f.金屬殼材質(zhì)為1mm厚的冷軋鋼板，外表面噴塑，內(nèi)表面涂防銹漆。

在本技術(shù)的一實(shí)施方式中(參見(jiàn)圖5)，本發(fā)明的功放和功放供電配電柜之間干擾信號(hào)隔離采用在功放和功放供電配電柜增加一個(gè)濾波器的方法，對(duì)該方法具體要求技術(shù)指標(biāo)為：

a.濾波器型號(hào)：JD310-200KS；

b.濾波器封裝到機(jī)箱內(nèi)，機(jī)箱材質(zhì)為1mm厚的冷軋鋼板，外表面噴 塑，內(nèi)表面涂防銹漆；

c.機(jī)箱輸入、輸出預(yù)留進(jìn)、出線孔。

在本技術(shù)方法的整個(gè)實(shí)施方式中，本技術(shù)的電磁振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)中干擾信號(hào)消除方法還包括將整個(gè)系統(tǒng)接入信號(hào)地線的步驟。

盡管上文對(duì)本技術(shù)的具體實(shí)施方式給予了詳細(xì)描述和說(shuō)明，但是應(yīng)該指明的是，我們可以依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行各種等效改變和修改，其所產(chǎn)生的功能作用仍未超出說(shuō)明書及附圖所涵蓋的精神時(shí)，均應(yīng)在本技術(shù)的保護(hù)范圍之內(nèi)。