地震检波器特性参数测试仪及测试方法

摘要

地震检波器特性参数测试仪及测试方法，该测试仪包括温度传感器、信号板和计算机，信号板内设有相连接的信号采集卡和恒流源，温度传感器附着在检波器上，检波器输出端及温度传感器输出端与信号采集卡输入端相连接，信号采集卡输出端与计算机输入端相连接，计算机输出端与信号采集卡输入端相连接，信号采集卡输出端与恒流源输入端相连接，恒流源输出端与检波器输入端相连接；测试方法采用正弦扫频恒流激励方法对检波器进行激励，采集检波器的响应信号，通过取频响函数实部的算法得到检波器特性参数；拓宽了检波器特性参数的测量范围，不仅可以测量欠阻尼检波器特性参数，还可以测量过阻尼检波器的特性参数；提高了检波器参数测试的精确度和准确度。

主权项

地震检波器特性参数测试仪进行检波器特性参数测试的方法，所述地震检波器特性参数测试仪包括温度传感器(2)、信号板(3)和计算机(4)，信号板(3)内设置有相连接的信号采集卡(3‑1)和恒流源(3‑2)，温度传感器(2)附着在检波器(1)上，检波器(1)的输出端及温度传感器(2)的输出端与信号采集卡(3‑1)的输入端相连接，信号采集卡(3‑1)的输出端与计算机(4)的输入端相连接，计算机(4)的输出端与信号采集卡(3‑1)的输入端相连接，信号采集卡(3‑1)的输出端与恒流源(3‑2)的输入端相连接，恒流源(3‑2)的输出端与检波器(1)的输入端相连接；其特征在于：所述检波器特性参数测试的方法如下：所述计算机(4)输出正弦扫频信号给信号采集卡(3‑1)，信号采集卡(3‑1)将采集到的正弦扫频信号输出给恒流源(3‑2)，恒流源(3‑2)将该正弦扫频信号转换为幅值恒定的正弦扫频恒电流信号，并将该幅值恒定的正弦扫频恒电流信号输出给检波器(1)，检波器(1)响应正弦扫频信号并输出信号给信号采集卡(3‑1)，同时温度传感器(2)将采集到的检波器(1)的温度信号输出给信号采集卡(3‑1)，信号采集卡(3‑1)将这两路信号输出给计算机(4)，计算机(4)通过计算得到检波器特性参数；具体计算方法如下：步骤1：通过频率响应函数(3)得到相频曲线的第一个过零点，确定固有频率f₀；$H\left(f\right)=\frac{1}{R}\{R_c+\frac{2{\zeta }_0{f}^2{f}_0{S}_0^2}{2\pi M[{(f_0^2-f^2)}^2+{\left(2{\zeta }_0{f}_{0}f\right)}^2]}+j2{\mathrm{\pi fL}}_c+j\frac{S_0^2(f_0^2-f^2)f}{2\pi M[{(f_0^2-f^2)}^2+{\left(2{\zeta }_0{f}_{0}f\right)}^2]}\}---\left(3\right)$其中：H(f)为检波器的频率响应函数，f为频率，R为检波器所在电路的串联电阻值，R_c为检波器的直流电阻，L_c为检波器等效电感，S₀为检波器开路灵敏度，f₀为检波器固有频率，ζ₀为检波器的阻尼比，M为检波器的动圈质量；步骤2：给检波器(1)和电阻R串联组成的电路通入直流信号I，通过测量电阻R和检波器(1)两端的电压值，分别表示为U_in和U_out,得到即检波器(1)的直流电阻值；步骤3：取频率响应函数(3)的实部，并忽略电感的影响，得到公式(4)；$H_{re}\left(f\right)=\frac{1}{R}[R_c+\frac{2{\zeta }_0{f}^2{f}_0{S}_0^2}{2\pi M[{(f_0^2-f^2)}^2+{\left(2{\zeta }_0{f}_{0}f\right)}^2]}]---\left(4\right)$当f＝f₀时，当时，令a＝R·H_re(f₀)‑R_c                        (7)得到，令得到，首先由频率响应函数(3)得到a、b值，由得到检波器的阻尼比ζ₀，再由得到检波器的灵敏度S₀，动态电阻定义为当f＝f₀并忽略电感的影响时检波器的阻抗值，故动态电阻R_d＝R·H(f₀)；通过上述计算过程得到了检波器(1)的特性参数：固有频率f₀、直流电阻值R_c、阻尼比ζ₀、开路灵敏度S₀和动态电阻R_d。