一種檢波器參數測試裝置的製作方法
2023-05-24 21:23:36
專利名稱：一種檢波器參數測試裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種傳感器參數測試裝置，具體說是一種檢波器參數測試裝置。
背景技術：
目前，石油勘探領域使用的地震檢波器一般為相對阻尼係數ζ I的過阻尼地震檢波器，這種過阻尼地震檢波器的響應函數呈單峰，避免了採用常規地震檢波器時回波信號中存在上下波動的拖尾峰的幹擾，特別有利於分辨薄的地質分層，被越來越多的用戶所採用，但是由於這種過阻尼地震檢波器的響應函數呈單峰，目前的SMT200測試儀無法完成這種過阻尼地震檢波器的參數測試，尤其是阻尼係數和頻率的測試，因此，對過阻尼檢波器各項參數測試研究也受到廣泛的重視。迫切需要研製出具有測試精度高一致性好、穩定可靠具有結構緊湊、體積小、重量輕、現場工況下使用方便靈活、價格便宜等優點的測試儀。
發明內容本實用新型就是為了解決目前測試儀無法實現對過阻尼檢波器的參數測試的技術問題，提供一種檢波器參數測試裝置。本實用新型提供一種檢波器的參數測試裝置，其包括控制、運算處理裝置，用於中央控制和計算處理數據；A/D、D/A採集模塊，用於將數位訊號轉換成模擬信號，以及用於將採模擬信號轉換為數位訊號；濾波驅動模塊，用於調理從所述A/D、D/A採集模塊輸出的模擬信號，以及用於調理由待測檢波器發出的模擬信號；測試器，用於連接檢波器和所述濾波驅動模塊，傳輸所述模擬信號；隔振裝置，用於放置檢波器，實現檢波器與外界振動的隔離。所述濾波驅動模塊與所述A/D、D/A採集模塊內置於所述控制、運算處理裝置內，所述A/D、D/A採集模塊通過總線接口與所述控制、運算處理裝置交換數據。所述控制、運算處理裝置包括人機接口，用於顯示器顯示、用戶輸入操作、遠程管理等，還包括數據存儲、輸出，用於數據的統計、存儲、列印等。優選地，控制、運算處理裝置內置ISA總線接口，並設有人機接口 ；A/D、D/A採集模塊是16位的ISA總線接口數據採集板卡；A/D、D/A採集模塊通過所述ISA總線接口與所述控制、運算處理裝置交換數據。為此，本實用新型提供的檢波器參數測試方法包括A、首先由控制、運算處理裝置指示A/D、D/A採集模塊發出模擬信號，此模擬信號為階躍信號，該模擬信號經過濾波驅動模塊調理後，通過測試器輸出給待測檢波器以激勵其動作。此階躍信號的直流電壓大小為使檢波器懸體到達其最大位移的O. 5 O. 7倍處；如果此直流電壓太高，檢波器懸體離開平衡位置的距離過大，有可能碰到上下頂蓋；電壓太低，檢波器懸體位移過小，檢波器階躍響應輸出為一小信號，其信噪比小，測試結果不可靠，所以參照國外的欠阻尼檢波器參數測試儀SMT200的階躍測試規範要求，此階躍信號電壓的大小為使檢波器懸體到達其最大位移的O. 5 O. 7倍處。B、檢波器受到階躍信號激勵動作後，會反饋響應信號，此響應信號通過測試器傳輸到濾波驅動模塊經過調理後，作為階躍響應信號傳輸給A/D、D/A採集模塊，A/D、D/A採集模塊從階躍響應信號上採集到極大值點的幅值AO及時刻t，再從階躍響應信號上採集到拐點的幅值Al，這個拐點對應的時刻恰好是2t時刻；C、根據檢波器的階躍響應電壓方程AO : BLX(t) = ^f0l β-ζω^~βω^ζ2-υ + e-,h) (!)其中，上述公式中，BL的乘積電磁感應常數，Otl為檢波器固有角頻率，XtlS階躍發生前，懸體產生穩定的位移， 為檢波器的相對阻尼係數，由控制、運算處理裝置計算出阻尼係數。對所述⑴求解，計算出阻尼係數。若ζ > 1，相對阻尼係數的表達式為
ζ
·AO _ (ζ + ^lc2-1)^
~Α\~2ζ本實用新型中採用牛頓迭代插值法進行求解。其中一個初值為
S =—^—Λ AOA Al本實用新型優選的技術方案還包括步驟D:對所述(I)式求二階導數進行求解，二階求導等於O得出下式
r \n(c + jc2-l)/0=Pr=1
2WC -I，由控制、運算處理裝置計算出自然頻率。本實用新型過阻尼檢波器的參數裝置及測試方法可以實現過阻尼檢波器參數的測量，測試精度高重複性好，穩定可靠具有結構緊湊的優點。裝置具有體積小、重量輕、攜帶方便、價格便宜等優點，和微機的連接方便快捷，DOS或WINDOWS操作界面，人機界面直觀友好，可進行數據存儲、統計分析、列印，另外還可以進行遠程管理。該測試算法簡單，易於實現，精度高，測試速度快，從而為過阻尼檢波器的測試提供了理論依據、實現算法及其測試
>j-U ρ α裝直。本實用新型進一步的特徵和方面，將在以下參考附圖的具體實施方式
的描述中，得以清楚地記載。
圖I為本實用新型的過阻尼檢波器參數測試裝置的示意圖。圖2為過阻尼檢波器的階躍響應曲線圖。圖3為本實用新型的參數測試方法流程圖。圖4為本實用新型過阻尼檢波器參數測試方法獲得的階躍響應曲線圖。
具體實施方式
以下參照附圖，以具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。參照圖1，本裝置中的A/D、D/A採集模塊採用的是16位的ISA總線接口的數據採集模塊，輸出的模擬信號在IV幅度時失真度小於O. 01%。在實際測試中也可以根據檢波器的不同品種及測試需求可以選用24位或更高精度的數據採集模塊。本裝置中的控制、運算處理裝置採用的是定製的內置ISA總線接口的一體化工控機，實際應用中也可以結合數據採集模塊的總線接口選擇合適的上位機。此外總線接口也可以根據需要選擇，USB、PCI、PXI等總線接口都可採用。本裝置的控制運算處理裝置I上還可連接輸出及存儲裝置8等。本實施例中，選用的試樣為PSA-13A檢波器，該檢波器經中國測試技術研究院進行鑑定，鑑定值如表I所示。其參數指標為自然頻率13±5%取，線圈電阻830±59^，速度 靈敏度(80Hz)56±5%V/m/s，阻尼I. 78±10%，諧波失真彡O. 1%。中國測試技術研究院進行鑑定使用的測試裝置體積大，測試速度慢，不適合批量測試使用，應用於實驗室測試。參照圖3，具體測試步驟如下第一步，將檢波器7固定在隔振裝置5上，將檢波器7的正負端子接在測試器4上。第二步，打開控制、運算處理裝置1，在人機接口 6測試設置菜單中的檢波器機芯指標設置裡面設置PSA-13A檢波器的參數。PSA-13A檢波器的自然頻率為13Hz、檢波器懸體質量M為11. 5g、檢波器懸體的最大位移Xm為2mm、檢波器的線圈內阻r。為830 Ω、檢波器的速度靈敏度Sa為56v/m/s、標定檢波器靈敏度的激勵頻率fs為80Hz、已知分壓電阻R 為 500 Ω。在檢波器串指標設置機芯是否並聯電阻、並聯電阻值、串聯數、並聯數、電纜電阻率、間距電纜長度、引出電纜長度。如果檢波器機芯指標和檢波器串指標已經在資料庫中，測試時只需要打開測試設置菜單選擇檢波器機芯規格為PSA-13A，檢波器串規格為PSA-13A_1*1即可。設置完畢後，點擊測試菜單中的開始選項測試選項進入測試界面。第三步，測試時首先由控制、運算處理裝置I指示A/D、D/A採集模塊2發出模擬信號，此模擬信號為階躍信號，經過濾波驅動模塊3調理後，通過測試器4輸出給待測檢波器7以激勵其動作。階躍信號的大小為使檢波器懸體到達其最大位移的O. 7倍處。階躍電壓的表達式為
T,_ \ A^ilX,,,Mjr. + R) SM:2
iIl Λ/ο JPSA-13A檢波器以上的相關指標都在測試設置資料庫中保存，根據資料庫中保存的指標根據上式由測試界面可計算出PSA-13A檢波器的階躍測試電壓為I. 126V。檢波器受到階躍信號激勵動作後，會反饋響應信號，參照圖2過阻尼檢波器的階躍響應曲線圖。此響應信號通過測試器4傳輸到濾波驅動模塊3經過調理後，作為階躍響應信號傳輸給A/D、D/A採集模塊2，A/D、D/A採集模塊2從階躍響應信號上採集到極大值點的幅值AO及時刻t，再從階躍響應信號上採集到拐點的幅值Al，這個拐點對應的時刻恰好是2t時刻，A/D、D/A採集模塊2採集到的信號發送給控制、運算處理裝置1，再由控制、運算處理裝置I計算出檢波器阻尼係數和自然頻率，具體的計算算法步驟如下[0032]由檢波器的階躍響應電壓方程
權利要求1.一種檢波器參數測試裝置，其特徵是包括 控制、運算處理裝置，用於中央控制和計算處理數據； A/D、D/A採集模塊，用於將數位訊號轉換成模擬信號，以及用於將模擬信號變為數位訊號; 濾波驅動模塊，用於調理從所述A/D、D/A採集模塊輸出的模擬信號，以及用於調理由檢波器發出的模擬信號； 所述濾波驅動模塊與所述A/D、D/A採集模塊內置於所述控制、運算處理裝置內； 測試器，用於連接檢波器和所述濾波驅動模塊，傳輸所述模擬信號； 隔振裝置，用於放置檢波器，實現檢波器與外界振動的隔離。
2.根據權利要求I所述的檢波器參數測試裝置，其特徵在於 所述控制、運算處理裝置內置ISA總線接口，並設有人機接口 ； 所述A/D、D/A採集模塊是16位的ISA總線接口數據採集板卡； 所述A/D、D/A採集模塊通過所述ISA總線接口與所述控制、運算處理裝置交換數據。
專利摘要本實用新型涉及一種檢波器參數測試裝置，其解決了目前測試儀無法實現對過阻尼檢波器的參數測試的技術問題。其包括控制、運算處理裝置，A/D、D/A採集模塊，濾波驅動模塊，測試器和隔振裝置。其首先給檢波器一個階躍信號，然後採集檢波器的階躍響應信號，計算出阻尼係數、自然頻率、靈敏度、電阻；其次給一個正弦信號，然後採集檢波器的正弦響應信號，計算出失真度。其可廣泛應用於檢波器參數檢測中。
文檔編號G01V13/00GK202614956SQ20122021192
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月11日 優先權日2012年5月11日
發明者孫曉輝, 顏永安, 田殿倉, 唐曉剛, 劉永川 申請人:威海雙豐物探設備股份有限公司