微压力弹簧性能自动测试装置的设计与实现.pdf

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1、微压力弹簧性能自动测试装置的设计与实现王亭岭，等微压力弹簧性能自动测试装置的设计与实现DesignandImplementationofAutomaticPerformanceTesterforMicro—pressureSprings互亭晗1周务芳2丝零华1障建明1枕磋雷1(华北水利水电学院电力学院1，河南郑州450011；中州大学信息管理中心2，河南郑州450044)摘要：针对地震检波器中弹簧片劲度系数的非线性问题，设计了一种微压力弹簧性能自动测试装置。装置中的步迸电机驱动直线导轨上的滑块做上下往复运动，滑块推动圆形转盘旋转完成批量待测弹簧性能的实时自动测试；导轨滑块连接的压盘压

2、缩弹簧至预设位置并检测当前弹力值，从而精确测量出弹簧在弹性范嗣内任意位置所受到的弹力值及劲度系数，实现对称弹簧组的后期匹配使用。测试装置采用双闭环控制，提高了地震检波器的测量精度。试验结果表明。装置测量的位移误差和压力误差都达到了较高的精度要求。关键词：地震检波器圆形转盘对称弹簧组劲度系数双闭环控制自动测试中图分类号：TH82文献标志码：AAbstract：Aimingatthenonlinearproblemofthestiffnesscoefficientofspringsinseismicgeophone，theautomaticperformancetesterformicr

3、o—pressurespringsisdesigned．Inthistester，theshderonlinearguiderailisdrivenbythesteppingmotorandmovesreciprocallyandvertically；thesliderpushesthecirculartumtabletorotateandcompleterealtimeautomaticperformancetestforbatchspringstobetested．Thespringiscompressed10thepresetpositionbythepressureplate

4、connectedtotheslider。andthecurrentelasticityvalueisdetected，thustheelasticityvaluesandstiffnesscoefficientsinanypositionwithintheelasticrangeofthespringcanbemeasuredpreciselytoimplementmatchingofthesymmetricalspring-setlater．Doubleclosedloopcontrolisadoptedinthetesterforimprovingmeasurementaccu

5、racyofthegeophone．Theexperimentalresultsshowthatbeththedisplacementerrorandthepressureerrorsatisfytheaccuracyrequirment．Keywords：GeophoneCircularturntableSymmetricspring··setStiffnesscoeffii

6、，'ientDoubleclosed·-loopcontrolAutomatictest0引言能源危机促进了物质勘探行业的快速发展。在石油勘探、地震测量中，大量使用地震检波器来采集地层传递过来的电磁波。因此，

7、地震检波器的测量精度是决定物质勘探成败的关键所在。地震检波器中对称弹簧的性能是影响测量精度的主要因素，而提高地震检波器测量精度的有效方法是采用适宜的检测手段。目前，国内生产地震检波器的很多企业都缺少必要的检测手段，导致产品的误差较大且重复性不好。本文通过分析弹簧劲度系数的非线性，找出最佳匹配组。满足两片弹簧劲度系数之和为常数的要求。文中研制的微压力弹簧性能自动测试装置能对多批次弹簧性能实现动态快速自动测量，并能测量出弹簧在弹性范围内的任意位置所受到的弹力值，根据弹力与位移的对应关系计算出任意位置的劲度系数。修改稿收到日期：2012—1l一27。第一作者王亭岭(1975一)，男，200

8、4年毕业于陕西科技大学控制理论与控制工程专业，获硕士学住，副教授；主要从事智能检测技术与嵌入式系统方面的研究。1系统结构组成整个系统由自动测试装置和上位机监控与分析程序两部分组成。自动测试装置主要包括机械结构、传动机构、检测环节和主控单元。系统结构如图1所示。细分驱动器磁撮尺增量编码器步进电机检测与控制电路图1系统结构图Fig．1Structureofthesystem步进电机和直线导轨垂直安装，压力模块水平安装。支架与各部分通过螺栓固紧减少振动，避免机械