专利名称：橡胶扭振减振器自动测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型为橡胶扭振减振器自动测试装置，属于内燃机测试技术。
背景技术：
目前，橡胶减振器的特性测试技术远不能适应生产和匹配的需求。国内没有可用于生产的检测手段，国际上也只有B&K公司的设备可以用于橡胶减振器的性能检测，但价格非常昂贵。并且，B&K公司的产品是用于振动测试的通用设备，用于橡胶减振器的测试时使用很不方便。
目前在科研上常用的测试方法有1、自由衰减振动法该方法将减振器视为单自由度振动系统，在初始干扰力矩作用下作衰减振动，其幅值按照指数衰减规律变化，从而确定固有频率和对数衰减系数。但是，如何施加一个理想的初始干扰力矩、如何控制该力矩的大小，是制约这种方法用于批量检测的主要障碍。因此这种方法不适宜作较精确、稳定地测取橡胶式扭振减振器的固有频率和阻尼。
2、传递函数判别法该方法利用力锤对减振器予以锤击，测得频响函数的实频、虚频和相频图，从而获得频率和阻尼比。但是这种方法同样存在问题。因为橡胶式扭转减振器的测试系统不是一个真正的单自由度系统，在测取传递函数时往往高频部分峰值较高，特别是在测取加速度导纳时更是如此，很容易使测试者忽略真正的基频峰值，而误将高频峰值当做基频峰值导致测试结果有较大误差。
3、正弦扫描法该方法利用激振器产生的正弦激励在一定的频率范围内对减振器进行扫描，根据减振器的相应特性找出其自振频率和阻尼比系数。与上述两种方法相比，这种方法对设备和操作人员的要求较高，但结果稳定可靠。

发明内容
本实用新型就是基于正弦扫描法的原理，针对内燃机使用的橡胶减振器的一套专用的全自动的检测装置，该自动检测装置靠信号发生模块产生一系列频率连续递增的正弦交流电信号，数据分析模块对所采集的信号进行分析计算得出最后的测试常数。该自动测试装置包括带数据分析模块和信号发生模块的计算机，功率放大器，激振器，减振器，加速度传感器，电荷放大器，数据分析模块由数据分析软件和声卡组成，信号发生模块由信号产生软件和声卡组成；声卡将信号发生模块中的信号产生软件产生一系列频率连续递增的正弦交流电信号，输出到功率放大器，正弦交流电信号通过功率放大器放大后施加于激振器，其频率与计算机输出的信号频率相同，产生机械振动的激振器将振动传给减振器，减振器的振动状况由安装在减振器上的加速度传感器测量，加速度传感器产生的电荷量与减振器的振动加速度成正比，电荷放大器将电荷信号转换为电压信号，再将信号放大并传递到声卡中，声卡将采集回来的信号传递给数据分析软件。该测试装置解决了通用测试方法对测试人员和测试条件要求较高的确定，具有以下特点1.整个测试系统集成度高，占用空间小，质量轻，易于携带，设备的成本低廉。
2.检测过程—数据分析—检测报告全过程的自动化，大大降低了对操作人员的专业技术要求。
3.测试时不需要上发动机台架，而是独立测量。测试快捷方便、性能可靠、适应性广。
4.采用普通声卡代替数据采集卡。


图1是橡胶扭振减振器测试装置的组成原理图。
图2是测试软件的流程图。
图中主要结构为计算机1，功率放大器2，激振器3，减振器4，加速度传感器5，电荷放大器6，数据分析模块7，声卡8，数据分析软件9，信号发生模块10，信号产生软件11，声卡12。
具体实施方式
橡胶扭振减振器自动测试装置包括带数据分析模块7和信号发生模块10的计算机1，功率放大器2，激振器3，减振器4，加速度传感器5以及电荷放大器6组成，如附图1所示，其中信号发生模块10由信号产生软件11和声卡12组成，数据分析模块7由数据分析软件9和声卡8组成。
使用该装置检测时，信号发生模块10中的信号产生软件11产生一系列频率连续递增的正弦交流电信号，通过声卡12输出到功率放大器2。正弦交流电信号通过功率放大器2放大后施加于激振器3的线圈。通有交流电的线圈在磁场中产生机械振动，其频率与计算机1输出的信号频率相同。激振器3产生的机械振动由传振杆传给磁力吸盘，再由磁力吸盘传给减振器4惯性块，从而使惯性块产生受迫振动。减振器4的振动状况由安装在减振器4上的加速度传感器5测量。加速度传感器5产生的电荷量与减振器4的振动加速度成正比。电荷放大器6将电荷信号转换为电压信号，并将信号放大并传递到计算机1中。数据分析模块7中的声卡8将采集回来的信号传递给数据分析软件9。数据分析软件9对所采集回来的信号进行分析计算得出最后的测试参数橡胶扭振减振器的固有频率和阻尼系数。
计算机1中的信号产生软件11和数据分析软件9在整个检测装置中，都是采用C++Builder编制，见附图2。其中信号产生软件11采用的是一个扫描数据的循环结构，也就是通过调用Windows的API函数，产生一系列频率逐步增加而幅值不变的正弦信号。正弦信号的递增步长不变，由测试软件的初始化来确定，所产生的正弦信号频率范围也在软件初始化阶段予以确定。产生出来的正弦信号通过声卡12的耳机通道输出传递给功率放大器2。
数据分析软件9主要功能是经过电荷放大器6放大后的共振信号通过声卡8的mic通道传递给数据分析软件9。数据分析软件9对数据进行精确的频谱分析和处理，处理的方法是将采集到的减振器4各个频率点的响应数据(正弦加速度数据)，换算成振幅，找出检测范围内所有激振点的最大振幅点和1/2最大振幅点，然后计算出减振器4的ω0和ξ。该数据分析软件9还包括数据跟踪、图形显示、曲线缩放等功能，从而获得减振器4各频率下较详细直观的分析结果。
权利要求1.一种橡胶扭振减振器自动测试装置，其特征在于该自动测试装置包括带数据分析模块(7)和信号发生模块(10)的计算机(1)，功率放大器(2)，激振器(3)，减振器(4)，加速度传感器(5)，电荷放大器(6)，数据分析模块(7)由数据分析软件(9)和声卡(8)组成，信号发生模块(10)由信号产生软件(11)和声卡(12)组成；声卡(12)将信号发生模块(10)中的信号产生软件(11)产生一系列频率连续递增的正弦交流电信号，输出到功率放大器(2)，正弦交流电信号通过功率放大器(2)放大后施加于激振器(3)，其频率与计算机(1)输出的信号频率相同，产生机械振动的激振器(3)将振动传给减振器(4)，减振器(4)的振动状况由安装在减振器(4)上的加速度传感器(5)测量，加速度传感器(5)产生的电荷量与减振器(4)的振动加速度成正比，电荷放大器(6)将电荷信号转换为电压信号，再将信号放大并传递到声卡(8)中，声卡(8)将采集回来的信号传递给数据分析软件(9)。
专利摘要一种橡胶扭振减振器自动测试装置，包括计算机，功率放大器，激振器，减振器，加速度传感器，电荷放大器，计算机中的声卡将信号发生模块中的信号软件产生一系列频率连续递增的正弦交流电信号，输出到功率放大器，正弦交流电信号通过功率放大器放大后施加于激振器，产生机械振动的激振器将振动传给减振器，减振器的振动状况由安装在减振器上的加速度传感器测量，电荷放大器将电荷信号转换为电压信号，再将信号放大并传递到计算机中的声卡中。整个测试系统集成度高，占用空间小，质量轻，易于携带，设备的成本低廉。检测全过程的自动化，大大降低了对操作人员的专业技术要求。测试快捷方便、性能可靠、适应性广。
文档编号G01H1/00GK2641609SQ0320059
公开日2004年9月15日 申请日期2003年1月10日 优先权日2003年1月10日
发明者刘福水, 刘兴华, 黄英, 仇滔, 张付军, 李建纯, 张国栋, 汪建华 申请人:北京理工大学