電磁振動臺開環(huán)。 超容差報警 系統(tǒng)信號干擾消除方法與流程

本技術(shù)屬于力學(xué)環(huán)境試驗技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，本技術(shù)涉及一種電磁振動臺系統(tǒng)信號干擾消除的方法，主要涉及隔離變壓器和濾波器在消除力學(xué)環(huán)境試驗設(shè)備電磁振動試驗臺系統(tǒng)干擾信號中的應(yīng)用。

湖南金鼎賽斯電子儀器科技有限公司，是長沙理工大學(xué)在湖南桃江建立的產(chǎn)學(xué)研基地和振動,沖擊，碰撞，高低溫試驗箱，液壓控制技術(shù)研究所，專業(yè)從事以電動振動試驗機(jī)，沖擊碰撞試驗機(jī)，恒溫恒濕箱，伺服控制系統(tǒng)為驅(qū)動的大型力學(xué)環(huán)境試驗裝備、仿真試驗裝備的研發(fā)、生產(chǎn)及技術(shù)服務(wù)的高科技實體。湖南金鼎賽斯電子儀器科技有限公司的成立，實現(xiàn)了研究所從單一的研發(fā)團(tuán)隊向：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)隊的基礎(chǔ)上，擴(kuò)充了一批具有豐富經(jīng)驗的工程技術(shù)人員，*了市場營銷隊伍，建立了*的生產(chǎn)與技術(shù)服務(wù)隊伍?？偛吭O(shè)立在湖南桃江經(jīng)開區(qū)，研發(fā)團(tuán)隊設(shè)在長沙理工大學(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)驗的博士，研究員組成。公司主要銷售振動臺、高低溫試驗箱、機(jī)械沖擊沖擊臺、碰撞試驗機(jī)，加載試驗臺、疲勞試驗臺等產(chǎn)品，同時研發(fā)各種非標(biāo)類道路模擬、海航模擬、飛行模擬試驗臺。

湖南金鼎科技生產(chǎn)大型，大臺面振動臺 振動控制器，瞬斷儀，2噸、5噸，7噸，10噸，16噸，35噸，20噸，45噸，85噸振動臺，臺面有：1米X1米,2米X2米,5米X6米振動試驗是仿真產(chǎn)品在運輸(Transportation)、安裝(Installation)及使用(Use)環(huán)境中所遭遇到的各種振動環(huán)境影響，試驗由電磁振動臺系統(tǒng)實施。電磁振動臺系統(tǒng)是力學(xué)環(huán)境試驗的重要設(shè)備之一，主要由振動臺臺體、傳感器、信號適調(diào)器、控制儀、功率放大器組成(如圖1所示)，其中控制儀發(fā)出控制信號通過驅(qū)動信號輸出端(DRIVE端口)輸出到功率放大器，功率放大器將此信號放大后輸出為大電流驅(qū)動電磁振動臺面運動，臺面的實際運動行為經(jīng)傳感器測量得到，傳感器測回的信號由信號適調(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所接電源來自民用220V、50Hz電源，驅(qū)動電磁振臺動圈的功放電源來自380V動力電源。在調(diào)試新設(shè)備過程中，發(fā)現(xiàn)傳感器輸入的信號在50Hz有干擾信號存在，尤其是大功率設(shè)備(如焊機(jī))工作時，甚至在使用不間斷電源系統(tǒng)(UPS)供電時仍然有干擾存在。國家標(biāo)準(zhǔn)對振動試驗容差有著具體要求，干擾信號的存在將使控制信號中疊加一個額外信號，從而導(dǎo)致試驗結(jié)果有超差風(fēng)險，例如航天領(lǐng)域環(huán)境試驗標(biāo)準(zhǔn)GJB1027A-2005對隨機(jī)振動試驗容差的要求為：20～1000Hz容差為1.5dB，1000～2000Hz容差為3.0dB。50Hz干擾信號的直接影響是隨機(jī)振動試驗過程中由于疊加一個50Hz的干擾，導(dǎo)致控制信號超差，對于低量 級的試驗，超差更為明顯。

通常，為了消除振動臺系統(tǒng)中的干擾信號，采用將振動臺系統(tǒng)中各設(shè)備連接建筑地線的方式，此種方式要求振動臺設(shè)備所在建筑區(qū)域需預(yù)埋地線且留有接口，此外還要求在試驗進(jìn)行過程中，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，否則將會引入新的干擾，在小量級隨機(jī)試驗時試驗結(jié)果超差的風(fēng)險將大大增加。此外，若在無地線接口的建筑物內(nèi)新安裝振動試驗臺，采用新埋地線的方案不但工程周期長，經(jīng)費成本也顯著增大。

在高層建筑、機(jī)場、車站、碼頭、工礦企業(yè)及隧道的輸配電等場所，供電信號干擾問題常用隔離變壓器，一般用來機(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)和大地所帶來的危險。

對于弱電系統(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。濾波器可以對電源線中特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進(jìn)行有效濾除，得到一個特定頻率的電源信號，或消除一個特定頻率后的電源信號。

電磁振動臺系統(tǒng)出廠產(chǎn)品并不含有接地外的抗干擾設(shè)備。要快速簡潔的地消除干擾信號，考慮到振動臺系統(tǒng)中同時包含功率放大器強(qiáng)電設(shè)備和傳感器、信號適調(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。

鑒于以上原因，研制了一種針對電磁振動試驗臺系統(tǒng)的干擾信號消除方法，以保證試驗過程中控制信號滿足試驗容差要求，實現(xiàn)容易、經(jīng)濟(jì)性好、效果明顯。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

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

本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種電磁振動試驗臺系統(tǒng)中干擾信號的消除方法，所述電磁振動試驗臺系統(tǒng)主要由振動臺臺體、傳感器、信號適調(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)將電磁振動臺試驗系統(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)行干擾信號隔離；

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

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

4)將整個電磁振動試驗臺系統(tǒng)接入信號地。

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為JD-40K，隔離變壓器的次級全屏蔽。

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)的振動臺系統(tǒng)中信號干擾消除方法避免了單獨為設(shè)備進(jìn)行土建改造埋接地樁施工量大、周期長、經(jīng)費開銷大的缺點，解決周期短，經(jīng)濟(jì)性好，具有很好的可移植性，保證了振動試驗不因信號干擾帶來超差。且本發(fā) 明能夠快速實現(xiàn)，無需對建筑樓體進(jìn)行單獨施工。干擾信號*消失，試驗結(jié)果在滿足國軍標(biāo)容差范圍要求。對于干擾不明顯的電磁試驗臺系統(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)合附圖對本技術(shù)的隔離變壓器和濾波器在電磁振動試驗臺系統(tǒng)中消除干擾信號的方法進(jìn)行詳細(xì)說明，具體實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臺試驗系統(tǒng)中控制儀與控制儀供電電源之間、控制儀與功率放大器(簡稱功放)之間、功放與功放配電柜之間消除干擾信號的方法。本發(fā)明的隔離變壓器和濾波器在電磁振臺系統(tǒng)信號干擾消除方法，包括在電磁振動試驗臺系統(tǒng)各部分之間如何安裝好一整套完整方法。

在本技術(shù)的一具體實施方式中(參照圖3)，將控制儀輸入端的干擾信號隔離采用從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：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個單相三極插座。

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

a.隔離變壓器型號：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)的一實施方式中(參見圖5)，本技術(shù)的功放和功放供電配電柜之間干擾信號隔離采用在功放和功放供電配電柜增加一個濾波器的方法，對該方法具體要求技術(shù)指標(biāo)為：

a.濾波器型號：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)方法的整個實施方式中，本技術(shù)的電磁振動試驗臺系統(tǒng)中干擾信號消除方法還包括將整個系統(tǒng)接入信號地線的步驟。

盡管上文對本技術(shù)的具體實施方式給予了詳細(xì)描述和說明，但是應(yīng)該指明的是，我們可以依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想對上述實施方式進(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明書及附圖所涵蓋的精神時，均應(yīng)在本技術(shù)的保護(hù)范圍之內(nèi)