低频转动传感器及其校准系统研究
发布时间：2021-05-08 00:19
检测平动振动的低频、超低频伺服式振动传感器发展已经相当成熟,并且对结构振动方面的研究做出了巨大贡献,中国地震局工程力学研究所研制的振动监测系统在地震观测、铁路桥梁、大型建筑、风电塔、水电站等方面都有广泛的应用,但是用于测量地震及结构物转动分量的传感器,国内的研究尚处于起步阶段。目前,许多国内外学者开展了地震转动分量和结构的转动破坏等方面的研究,但这些研究很多是建立在理论和平动数据转化的基础上,迫切需要传感器实测的转动数据进行验证和支持。因此本课题开展了低频转动传感器及其校准系统的研究。本文首先介绍了磁电式传感器的基本工作原理,使用拉普拉斯变换的方法简化了原理的推导过程,对几种惯性摆进行了仿真,根据现有的无源伺服传感器的基本设计方法,研究了低频无源伺服转动速度传感器和无源伺服大阻尼的转动加速度传感器,对这两类传感器的设计结构、基本工作原理进行了详细的探讨,并且对传感器频率特性进行了数学仿真和实验测试,仿真和测试的结果表明,这两种传感器可以进行低频转动分量的测量。另外讨论了一些拓展传感器频带范围的方法,理论上说明了有源伺服的方法能够很好的拓展传感器的低频特性。然后,本文对低频转动传感器的校...
【文章来源】：中国地震局工程力学研究所黑龙江省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内外的地震转动分量研究现状
1.2.2 国内外的低频转动传感器研究现状
1.2.3 国内外低频转动校准系统研究现状
1.3 本文研究目的及内容
1.3.1 本文研究目的
1.3.2 本文研究主要内容
1.4 本章小结
第二章 低频转动传感器的研究
2.1 无源伺服式传感器的原理
2.1.1 基本工作原理
2.1.2 数学模型
2.2 低频转动速度计
2.2.1 低频转动速度计的设计结构
2.2.2 基本工作原理
2.2.3 数学仿真与实测
2.3 低频转动加速度计
2.3.1 基本工作原理
2.3.2 数学仿真与实测
2.4 频率拓展方法
2.4.1 有源伺服的方法拓展转动拾振器通频带
2.4.2 有源方法的数学推导
2.5 本章小结
第三章 转动传感器校准系统
3.1 传感器校准的研究
3.1.1 校准的性能指标
3.1.2 转动传感器校准的方法
3.2 振动台比较法校准系统开发
3.2.1 比较法校准系统硬件
3.2.2 比较法校准软件实现的功能及方法
3.2.3 比较法较准软件设计
3.3 自校准方法及系统开发
3.4 校准软件用于实际测试
3.4.1 比较法校准软件实际测试
3.4.2 自校准软件实际测试
3.4.3 结合使用比较法和自校准
3.5 本章小结
第四章 传感器的应用及现场测试
4.1 传感器的应用
4.2 数据采集及软件设计
4.2.1 数据采集的误差分析
4.2.2 数据采集软件
4.3 现场测试与分析
4.4 本章小结
总结
参考文献
致谢
作者简介
攻读硕士期间发表的文章
攻读硕士期间参与的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]地震动转动分量研究[J]. 洪钟,崔太成. 山西建筑. 2012(08)
[2]旋转地震仪的研制[J]. 蔡乃成,付子忠. 地震学报. 2009(03)
[3]角加速度计发展综述[J]. 吴校生,陈文元. 中国惯性技术学报. 2007(04)
[4]测振传感器的低频特性补偿研究[J]. 佘天莉,侯兴民,杨学山. 传感器与微系统. 2006(11)
[5]超低频动圈换能伺服加速度计的研究[J]. 孙志远,杨学山,杨巧玉. 传感器与微系统. 2006(11)
[6]低频标准角振动台[J]. 彭军,何群,薛景锋,孙浩. 计测技术. 2005(06)
[7]几种角加速度传感器的工作原理及其应用[J]. 费维,刘正士,郑传荣. 机床与液压. 2005(01)
[8]关于强震观测中利用回转摆测量转动分量的讨论[J]. 黄振平,王绍荣. 地震工程与工程振动. 2004(05)
[9]991型超低频测振仪[J]. 杨学山,董玲,马树林,程建伟. 地震工程与工程振动. 2002(04)
[10]大位移拾振器线性度的标定[J]. 黄振平,程建伟,董玲. 世界地震工程. 2002(02)
博士论文
[1]高频角振动校准方法与技术研究[D]. 薛景锋.北京理工大学 2014
硕士论文
[1]角振动台控制系统设计与研究[D]. 肖磊.哈尔滨工业大学 2017
[2]高频角振动台控制系统设计[D]. 郝信.哈尔滨工业大学 2016
[3]伺服式振动传感器及其应用[D]. 匙庆磊.中国地震局工程力学研究所 2009
本文编号：3174308
【文章来源】：中国地震局工程力学研究所黑龙江省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内外的地震转动分量研究现状
1.2.2 国内外的低频转动传感器研究现状
1.2.3 国内外低频转动校准系统研究现状
1.3 本文研究目的及内容
1.3.1 本文研究目的
1.3.2 本文研究主要内容
1.4 本章小结
第二章 低频转动传感器的研究
2.1 无源伺服式传感器的原理
2.1.1 基本工作原理
2.1.2 数学模型
2.2 低频转动速度计
2.2.1 低频转动速度计的设计结构
2.2.2 基本工作原理
2.2.3 数学仿真与实测
2.3 低频转动加速度计
2.3.1 基本工作原理
2.3.2 数学仿真与实测
2.4 频率拓展方法
2.4.1 有源伺服的方法拓展转动拾振器通频带
2.4.2 有源方法的数学推导
2.5 本章小结
第三章 转动传感器校准系统
3.1 传感器校准的研究
3.1.1 校准的性能指标
3.1.2 转动传感器校准的方法
3.2 振动台比较法校准系统开发
3.2.1 比较法校准系统硬件
3.2.2 比较法校准软件实现的功能及方法
3.2.3 比较法较准软件设计
3.3 自校准方法及系统开发
3.4 校准软件用于实际测试
3.4.1 比较法校准软件实际测试
3.4.2 自校准软件实际测试
3.4.3 结合使用比较法和自校准
3.5 本章小结
第四章 传感器的应用及现场测试
4.1 传感器的应用
4.2 数据采集及软件设计
4.2.1 数据采集的误差分析
4.2.2 数据采集软件
4.3 现场测试与分析
4.4 本章小结
总结
参考文献
致谢
作者简介
攻读硕士期间发表的文章
攻读硕士期间参与的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]地震动转动分量研究[J]. 洪钟,崔太成. 山西建筑. 2012(08)
[2]旋转地震仪的研制[J]. 蔡乃成,付子忠. 地震学报. 2009(03)
[3]角加速度计发展综述[J]. 吴校生,陈文元. 中国惯性技术学报. 2007(04)
[4]测振传感器的低频特性补偿研究[J]. 佘天莉,侯兴民,杨学山. 传感器与微系统. 2006(11)
[5]超低频动圈换能伺服加速度计的研究[J]. 孙志远,杨学山,杨巧玉. 传感器与微系统. 2006(11)
[6]低频标准角振动台[J]. 彭军,何群,薛景锋,孙浩. 计测技术. 2005(06)
[7]几种角加速度传感器的工作原理及其应用[J]. 费维,刘正士,郑传荣. 机床与液压. 2005(01)
[8]关于强震观测中利用回转摆测量转动分量的讨论[J]. 黄振平,王绍荣. 地震工程与工程振动. 2004(05)
[9]991型超低频测振仪[J]. 杨学山,董玲,马树林,程建伟. 地震工程与工程振动. 2002(04)
[10]大位移拾振器线性度的标定[J]. 黄振平,程建伟,董玲. 世界地震工程. 2002(02)
博士论文
[1]高频角振动校准方法与技术研究[D]. 薛景锋.北京理工大学 2014
硕士论文
[1]角振动台控制系统设计与研究[D]. 肖磊.哈尔滨工业大学 2017
[2]高频角振动台控制系统设计[D]. 郝信.哈尔滨工业大学 2016
[3]伺服式振动传感器及其应用[D]. 匙庆磊.中国地震局工程力学研究所 2009
本文编号：3174308
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