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1.
校准是保证传感器测量数据准确的前提。低频振动传感器在地震观测、土木水利与建筑工程、机械与运载工程、能源与矿业工程等领域愈来愈获得广泛应用。这些传感器都需要在低频振动标准装置上进行校准,而低频标准振动台是低频振动标准装置的关键设备,低频标准振动台的设计和制造技术通常决定了一个国家低频振动校准的水平。振动台在校准中用于产生标准振动信号,通常情况下是正弦信号,但校准激励信号有从稳态正弦信号向随机信号发展的趋势。目前,低频振动传感器的校准通常是在实验室进行的,但是一些在线监测系统对传感器的现场校准提出了要求。本文重点研究了以下3方面内容:(1)低频标准振动台的控制技术。建立了低频标准振动台的数学模型,并实际设计了一种便携式的低频标准振动台,对设计的低频振动台进行了测试。测试结果表明,该振动台加速度信号可以低至0.5Hz,速度信号可以低至0.1 Hz,能够满足一般低频振动传感器的校准需要,可满足省一级的计量机构、振动传感器生产商以及大量使用低频振动传感器单位的校准需求。(2)对以地震波作为激励信号的校准方法进行了研究。探索了在低频标准振动台上产生地震波的方法,在中国地震局工程力学研究所的低频标准振动台上实现了地震波复现,大部分情况下复现的地震波与原始地震波记录的相关系数可以达到0.95以上。随后以地震波作为校准激励信号,对传感器进行了校准,将校准结果与激光干涉法振动绝对校准方法的校准结果进行了比较,获得了理想的结果。(3)对振动传感器的现场校准方法进行了探讨。虽然以往自标定(校准)方法一直在使用,但并未对系统进行详细的分析研究。本文针对4种类型的内置校准线圈传感器,分别利用自校准方法和激光干涉法振动绝对校准方法进行校准。2种校准方法的校准结果表明,低频段(10Hz以下)结果一致,高频段有偏差。以无源伺服式振动传感器为例,对自校准下的传感器数学关系进行了系统的分析,自校准时的反感应电动势、感抗(自感和互感)是造成这种偏差的原因。本文第一章阐述文章的背景,第二、三、四、五章是文章的主体,对本文重点研究的问题进行了阐述。第六章对未来的工作进行了展望,提出了低频标准振动台的发展方向和实用的现场校准系统实现的方法。 相似文献
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应泽成 《地震地磁观测与研究》1985,(4)
波形的非线性失真度是评定振动台运动精度的一项重要技术指标,而目前国内外还没有直接测量波形频率低于2Hz的失真度仪,这就限制了低频标准振动台的使用范围,而这正是地震系统及其它一些低频测振系统共同关心的部分。本文提出的超低频波形失真度测量法,是应用FFT方法在频域上展示并量取各次谐波幅值,通过简单计算得出超低频失真度量值。我们已用该方法对中国计量科学院生产的垂直向低频标准振动台和水平向振动台作了频率低于2Hz的失真度量值测试,并获得结果。在国内首次扩大了该套振动装置的使用频率下限,为地震仪及低频测振仪的标定工作作出了贡献。该方法也适用于其它如机电转换装置及电信号发生、记录、转换装置的失真度量值测试。 相似文献
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低频标准振动台失真度及测量 总被引：1，自引：0，他引：1
波形失真度是衡量标准振动台技术性能的一个重要指标,为了规范它的测量方法及所用仪器,对低频标准振动台的低频失真度进行了分析,对失真度测量方法进行了实验研究,提出了低频失真度的表述方法及合格界限.经大量的实验验证,提供了失真度的测量方法及所用仪器.为低频标准振动台技术指标检定规程的制定、规范失真度的测试方法提供了参考依据. 相似文献
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主动隔振系统具有隔振频带宽,能够在低频处取得较好隔振效果的优点,因而成为研究的热点。基于单级弹簧主动隔振系统建立数学模型,着重分析了系统位移反馈、速度反馈和加速度反馈3种反馈量对系统隔振性能的影响。结果表明:位移反馈使系统固有角频率提高,低频处隔振效果增强,而高频处隔振效果略有降低;速度反馈使系统在固有角频率附近的隔振效果有很好的改善,但是在其他频段的隔振效果基本没有变化;加速度反馈使得系统固有角频率减小,并且在高频段的隔振效果增加。这对主动隔振系统控制器的设计具有实际指导意义。 相似文献
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为了更好满足地震计的振动测试需求,对振动台的波形失真度、横向运动比、台面不均匀度及稳定性等主要性能指标进行了测试分析.测试结果表明:该振动台具有较好的低频振动特性.利用低频标准套组对该振动台和中国计量科学研究院标准振动台进行比对分析,测试结果存在较小偏差. 相似文献
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给出了一种双磁路伺服式低频角振动台的结构原理,导出了角振动台的微分方程、频率特性、以及灵敏度计算公式。在国家级计量部门对角振动台的频率特性、灵敏度、波形失真度等进行了校准,在实验室内对角振动台的线性度、稳定性等技术指标进行了测试。测试结果表明,双磁路伺服式低频角振动台具有良好的性能,计算结果和测试结果吻合。可用于强震转动加速度计及其他转动传感器的校准和检测。 相似文献
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宽频带超低频标准振动台的研究 总被引：1，自引：1，他引：0
主要介绍了为中国地震局工程力学研究所振动计量实验室的技术升级项目研制的垂直和水平超低频振动台.水平振动台采用单导轨结构,大大提高了振动位移,达150mm(p-p),同时加宽了使用频率范围,可从0.01～250Hz ,而且加工、安装、调试、维护都十分方便.振动台取消了机械弹簧,代之以自动控制电弹簧,比原振动台的超低频性能大为改善,在控制方面,采用相对速度与绝对速度复合反馈技术.振动台的波形失真度,振级稳定性、横向振动比、低频背景噪声等各项技术指标达到或超过国际标准,为低频、超低频振动传感器的检定提供更精更准确的检定装置. 相似文献
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针对电液伺服振动台单纯的以位移控制为基础存在着使用频率狭窄和系统阻尼小的缺陷而不能很好地实现波形复现的问题,本文根据地震模拟振动台振动控制系统的工作性能,在对液压系统进行一定线性化处理的基础之上,搭建了系统的数学模型.在单纯位移控制的基础上,增加了加速度和速度环节设计三参量控制器,分别用PID控制和三参量控制的方法对电液振动台进行仿真研究,比较了PID控制和三参量控制的优缺点.仿真结果表明,三参量的方法能有效地增大系统阻尼防止共振破坏,增强了系统的稳定性. 相似文献
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超低频振动问题在工程实践中广泛存在,并且受到越来越多的关注。本文在分析国内外超低频振动校准系统的研究现状的基础上,以超低频振动校准系统为核心,通过理论分析、程序仿真和实验研究,建立了一套可以有效减小振动台失真的系统,并获得了良好的实际效 相似文献
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低频标准振动台技术指标测试方法探讨 总被引：1，自引：1，他引：0
根据国际标准(ISO 16063-11.1999)和国家标准对激光干涉法绝对校准中所用标准振动台的技术要求,以及这些指标在校准不确定度中所起的作用,就低频标准振动台的特点,对某些技术指标进行了讨论和实验研究,并对业内目前存在的一些问题,提出了规范低频标准振动台技术指标测试中部分技术指标科学、合理的测试方法,给出了测量仪器连线图和一些实测数据. 相似文献
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黎向东 《地震地磁观测与研究》1989,10(5):73-77
压电式加速度传感器具有体积小、重量轻、测量精度高、频响范围宽等特点。本文将介绍这一传感器在低频标准振动台上的实验与应用。它为低频标准振动台提供了一个可行的监测系统,对于振动台随机标定及测试数据的联机处理具有一定的实用价值。文章还分析了实验数据的误差及产生误差的原因。 相似文献
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《世界地震工程》2017,(3)
利用ANSYS有限元软件建立了边坡数值模型,并结合汶川地震实例分析了边坡的共振特性、动力响应变化以及地震动三要素对边坡动力响应的影响,对汉源县高烈度异常现象从共振的原因做出了解释。通过分析发现:边坡的共振主要由前5阶固有频率被激发引起,坡体阻尼和地震波频率对共振作用有显著影响。边坡体对输入地震波低频部分存在放大作用,对高频能量具有滤波作用。坡体加速度和位移响应随高程增加而增大,沿水平方向从左至右,位移减小,加速度先增后减。坡体峰值加速度放大系数随频率的增加而减小,随持时变化不明显;坡体位移随振幅和持时增加而增大,随频率增大而减小;弹性范围内,加速度和位移动力响应绝对量随振幅增大呈明显的线性增长关系,而位移、加速度放大系数保持不变;坡面陡坎处动力响应突变效应明显。 相似文献
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振动台子结构试验是一种有效的实时结构混合试验方法,持续受到国内外学者的关注。利用振动台和其它加载装置进行联合加载,从而提升和扩展振动台的加载能力,实现大比例甚至足尺结构试验的目的。基于主动质量驱动器(AMD)加载方法的振动台子结构试验中,在试验子结构和数值子结构完全拆分的情况下,无论采用位移PID还是三参量控制,在界面加速度输入情况下AMD系统在3～5 min后会产生失稳现象,通过调整控制增益、对加速度反馈信号进行滤波无法消除这种现象。在加速度传感器噪声的影响下,子结构试验系统无法保持长期稳定,通过数值仿真表明现有的时滞补偿算法也无法消除这种失稳现象。考虑这种情况,将卡尔曼滤波引入界面加速度的量测环节,通过整体结构模型求得的界面加速度对实测界面加速度进行修正,从而提升了振动台子结构试验的系统稳定性和试验精度。数值仿真结果表明,通过设置合理的卡尔曼滤波参数,可以抑制加速度传感器随机噪声对子结构试验精度的影响,系统时滞稳定性也得到显著改善。文中的研究结果为振动台子结构试验的成功实施提供了一种可行的解决方案。 相似文献
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边坡振动台模型实验动位移的加速度时程积分探讨 总被引：3，自引：0，他引：3
受数据采集条件限制,振动台模型实验的速度和动位移时程一般由实测加速度时程信号进行积分得到。通过理论分析和实验实测数据计算,认为动位移的频域积分法误差来源是低频截止频率的选取,特别当低频频率接近零时,传统二阶频域积分可产生较大的动位移低频振荡和峰值误差。提出利用时域与频域混合的方法,即频域一时域混合积分法,来克服积分过程带来的误差,其在对加速度两次积分中,分别进行一次频域积分和一次时域积分。地震模拟振动实验的台面实测加速度数据积分与台面动位移计实测数据的对比表明,较之传统的二阶频域积分,采用频域一时域混合积分时误差可明显减小。 相似文献
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将复模量引入Biot方程后，在一维条件下通过S波的波动方程研究了S波的传播特性，S波的数值分析显示在频率域或温度域上都能获得热弛豫衰减峰和Biot衰减峰. 在频率域上由于温度的变化引起两峰相向位移,在温度域上,因频率的变化也发生相对移动. 随着温度和频率的不断提高，两峰发生叠加，叠加后两峰互换位置. 低频或低温段的热弛豫峰移到了高频或高温段，高频或高温段的Biot峰移到了低频或低温段.由于两峰的衰减机制不同，导致S波波速随频率或温度变化规律的复杂性. 这些规律已部分被共振实验所证实，证实该理论模型具有实验基础. 相似文献
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针对核电厂CAP1400核岛结构地震反应问题,构建了核岛屏蔽厂房和辅助厂房整体结构的3个分析模型:原型和1/16、1/40缩尺模型,并在AP000谱和RG1.60谱地震动输入下进行了有限元模拟对比分析,探讨了振动台试验模型缩尺处理的合理性和精确性。研究表明,基于缩尺模型得到的结构自振频率相对于原型结构模型有所降低,降低幅度在8.5%以内;结构模型的缩尺对结构反应峰值加速度和高频（大于3Hz）加速度反应谱的影响较为显著,但对较低频（小于3Hz）的加速度反应谱影响较小;模型缩尺对结构不同方向反应的影响中,刚度越大的方向其影响越大。进一步将结构模型数值模拟结果与1/16缩尺模型的振动台试验结果进行了比较分析,试验给出的结构自振频率远低于模型数值模拟结果,但原型和1/16缩尺模型数值模拟得到的结构反应均与试验结果较为接近。基于模型数值模拟和振动台试验研究,认为对于缩尺比1/16或更大的模型可以忽略模型的缩尺效应。 相似文献