本發(fā)明涉及加速度計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及一種無源伺服地震轉(zhuǎn)動(dòng)速度計(jì)。
背景技術(shù)：
：通常強(qiáng)震觀測(cè)使用的是三分向平動(dòng)加速度計(jì)，實(shí)際上地震時(shí)剛體在一點(diǎn)的完整運(yùn)動(dòng)特性是六自由度震動(dòng)，即包括三個(gè)平動(dòng)和三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)，尤其是近場(chǎng)地震動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)分量更加明顯。目前在多次大地震中均發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)破壞的現(xiàn)象。大量研究也發(fā)現(xiàn)在結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)中，轉(zhuǎn)動(dòng)分量在結(jié)構(gòu)構(gòu)件中可以產(chǎn)生很大的剪力和彎矩，然而由于缺乏轉(zhuǎn)動(dòng)分量記錄等原因，許多國(guó)家在結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中都未考慮轉(zhuǎn)動(dòng)作用。為解決上述問題，申請(qǐng)?jiān)谙壬暾?qǐng)了名稱為“一種地震轉(zhuǎn)動(dòng)加速度計(jì)”，申請(qǐng)?zhí)枮椤癈N201320066963.2”的發(fā)明專利，在該發(fā)明專利中，地震轉(zhuǎn)動(dòng)加速度計(jì)包括密封外殼、底板，密封外殼內(nèi)部設(shè)有輪輻式質(zhì)量彈簧裝置、兩組對(duì)稱反向安裝的擺式差動(dòng)電容換能器、兩組動(dòng)圈式阻尼器和電路板；輪輻式質(zhì)量彈簧裝置包括中軸、質(zhì)量分布均勻的質(zhì)量環(huán)、內(nèi)環(huán)，位于兩組擺式差動(dòng)電容換能器中間，通過中軸下端與底板相連，通過質(zhì)量環(huán)與兩個(gè)擺座連接，質(zhì)量環(huán)與內(nèi)環(huán)通過2-8個(gè)參數(shù)相同、對(duì)稱安裝的彈簧片連接,內(nèi)環(huán)固定安裝在中軸上端；兩組擺式差動(dòng)電容換能器分別包括外動(dòng)極板、內(nèi)動(dòng)極板和固定極板，外動(dòng)極板、內(nèi)動(dòng)極板與擺架一端連接，擺架的另一端與擺座相連；兩組動(dòng)圈式阻尼器分別包括動(dòng)圈、軛鐵、磁鋼、定位套和磁路后蓋，通過軛鐵下端按對(duì)稱反向安裝在磁路座上，磁路座固定在底板上，軛鐵的前端通過套管與擺式差動(dòng)電容換能器的固定極板相連，動(dòng)圈上端分別與外動(dòng)極板、內(nèi)動(dòng)極板、擺架相連，下部伸入到由圓柱形極靴的外側(cè)和軛鐵上部?jī)?nèi)側(cè)形成的磁縫隙中，電路板包括兩個(gè)電容電壓變換電路、兩個(gè)調(diào)理電路、合成電路、兩個(gè)阻尼調(diào)節(jié)電路；每組擺式差動(dòng)電容換能器的外動(dòng)極板、內(nèi)動(dòng)極板和固定極板分別與一個(gè)電容電壓變換電路輸入端連接，電容電壓變換電路的輸出端接調(diào)理電路的輸入端，兩個(gè)調(diào)理電路的輸出端連接合成電路，合成電路用于把平動(dòng)分量消除，把轉(zhuǎn)動(dòng)分量合成后輸出與地震轉(zhuǎn)動(dòng)加速度成正比的電壓信號(hào)，每組動(dòng)圈式阻尼器中的動(dòng)圈對(duì)應(yīng)一個(gè)阻尼調(diào)節(jié)電路，并相互連接，提供加速度計(jì)所需要的阻尼比。在該技術(shù)方案中，利用電容電壓變換電路、調(diào)理電路、合成電路消除了地震平動(dòng)加速度，實(shí)現(xiàn)了地震轉(zhuǎn)動(dòng)加速度的測(cè)量，監(jiān)測(cè)精度高，可靠性好；適用范圍廣，可廣泛用于地震轉(zhuǎn)動(dòng)加速度的觀測(cè)和土木工程結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量。但是，上述地震轉(zhuǎn)動(dòng)加速度計(jì)存在電路復(fù)雜，調(diào)整較困難等缺點(diǎn)，目前國(guó)內(nèi)外尚無無源伺服地震轉(zhuǎn)動(dòng)速度計(jì)的產(chǎn)品。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計(jì)合理、電路簡(jiǎn)單和可測(cè)量地震轉(zhuǎn)動(dòng)加速度的地震轉(zhuǎn)動(dòng)加速度計(jì)。本發(fā)明提供一種無源伺服地震轉(zhuǎn)動(dòng)速度計(jì)，包括：底板，所述底板安裝固定在觀測(cè)點(diǎn)；輪輻式質(zhì)量彈簧裝置，所述輪輻式質(zhì)量彈簧裝置包括中軸、質(zhì)量分布均勻的質(zhì)量環(huán)、多個(gè)彈簧片以及內(nèi)環(huán)；所述中軸的底端與底板連接，所述內(nèi)環(huán)安裝在中軸的頂端，所述質(zhì)量環(huán)通過多個(gè)參數(shù)相同、對(duì)稱安裝的彈簧片與內(nèi)環(huán)連接；兩個(gè)擺式無源伺服動(dòng)圈換能器，所述擺式無源伺服動(dòng)圈換能器包括擺架、動(dòng)圈組件以及磁路系統(tǒng)；兩擺架的一端對(duì)稱安裝在質(zhì)量環(huán)的兩側(cè)，所述動(dòng)圈組件安裝在擺架的另一端；所述磁路系統(tǒng)上設(shè)有磁縫隙，所述動(dòng)圈組件包括工作線圈，所述工作線圈伸入磁縫隙中且可在磁縫隙中運(yùn)動(dòng)；電路板，所述電路板包括兩個(gè)無源伺服動(dòng)圈換能電路、兩個(gè)角加速度調(diào)理電路以及合成電路；每個(gè)擺式無源伺服動(dòng)圈換能器分別與一個(gè)無源伺服動(dòng)圈換能電路輸入端連接，所述無源伺服動(dòng)圈換能電路的輸出端與所述角加速度調(diào)理電路的輸入端電連接，兩個(gè)角加速度調(diào)理電路的輸出端連接合成電路；所述合成電路用于消除非轉(zhuǎn)動(dòng)分量，合成轉(zhuǎn)動(dòng)分量，輸出與地震轉(zhuǎn)動(dòng)加速度成正比的電壓信號(hào)；所述無源伺服動(dòng)圈換能電路包括工作線圈的等效內(nèi)阻以及阻尼調(diào)節(jié)電阻；所述工作線圈的一端通過等效電阻后與阻尼調(diào)節(jié)電阻的上端相連，所述工作線圈的另一端與阻尼調(diào)節(jié)電阻的下端相連。進(jìn)一步地，所述磁路系統(tǒng)包括磁路座、軛鐵以及銜鐵；所述磁路座安裝在底板上，所述軛鐵下端按對(duì)稱反向安裝在磁路座上，所述軛鐵上端設(shè)有安裝腔；所述銜鐵安裝固定在安裝腔內(nèi)，所述銜鐵的外側(cè)和安裝腔內(nèi)側(cè)形成磁縫隙。進(jìn)一步地，所述磁路系統(tǒng)還包括磁鋼、定位套和磁路后蓋；所述的定位套套接在軛鐵內(nèi)部，所述軛鐵后端設(shè)有磁路后蓋，定位套內(nèi)部、極靴后端套接有磁鋼。進(jìn)一步地，所述動(dòng)圈組件還包括線圈架，所述擺架上設(shè)有線圈架安裝位，所述線圈架固定在所述線圈架安裝位上，所述工作線圈纏繞固定在線圈架上。進(jìn)一步地，所述動(dòng)圈組件還包括自校準(zhǔn)線圈，所述自校準(zhǔn)線圈纏繞固定在線圈架上；所述電路板還包括與自校準(zhǔn)線圈一一對(duì)應(yīng)的用于地震現(xiàn)場(chǎng)的在線校準(zhǔn)的自校準(zhǔn)電路，所述自校準(zhǔn)電路與自校準(zhǔn)線圈電連接。進(jìn)一步地，該無源伺服地震轉(zhuǎn)動(dòng)速度計(jì)還包括密封外殼，所述密封外殼與底板固定連接，所述輪輻式質(zhì)量彈簧裝置、擺式無源伺服動(dòng)圈換能器以及電路板均安裝在密封外殼內(nèi)部。進(jìn)一步地，所述密封外殼頂部設(shè)有把手。進(jìn)一步地，所述底板上設(shè)有輸出插座，所述輸出插座與電路板的合成電路以及自校準(zhǔn)電路連接。進(jìn)一步地，所述擺式無源伺服動(dòng)圈換能器還包括擺座，兩擺座分別固定在質(zhì)量環(huán)的兩側(cè)，且兩擺座的連線通過質(zhì)量環(huán)的圓心；所述擺架的一端與擺座固定連接，且兩擺架位于同一平面內(nèi)，兩磁路系統(tǒng)分別位于該平面的左右兩側(cè)。進(jìn)一步地，所述的內(nèi)環(huán)通過固定螺絲與中軸的上端固定連接。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的無源伺服地震轉(zhuǎn)動(dòng)速度計(jì)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計(jì)合理，電路簡(jiǎn)單,在一個(gè)密封腔內(nèi)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了基于輪輻式質(zhì)量彈簧式雙擺無源伺服大阻尼動(dòng)圈換能；2、利用無源伺服變換電路、角加速度調(diào)理電路、合成電路實(shí)現(xiàn)了地震轉(zhuǎn)動(dòng)加速度的測(cè)量，低頻特性好；3、適用范圍廣，可廣泛用于地震轉(zhuǎn)動(dòng)加速度的觀測(cè)和土木工程結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)加速度的測(cè)量。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明提供無源伺服地震轉(zhuǎn)動(dòng)速度計(jì)的立體結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明提供無源伺服地震轉(zhuǎn)動(dòng)速度計(jì)的主視圖；圖3為本發(fā)明提供無源伺服地震轉(zhuǎn)動(dòng)速度計(jì)的俯視圖；圖4為本發(fā)明提供無源伺服地震轉(zhuǎn)動(dòng)速度計(jì)的電器原理圖；圖5為本發(fā)明提供無源伺服地震轉(zhuǎn)動(dòng)速度計(jì)的數(shù)學(xué)模型圖。附圖標(biāo)記：1-中軸；2-質(zhì)量環(huán)；3-內(nèi)環(huán)；4-彈簧片；5-固定螺絲；6-擺座；7-擺架；8-磁路座；9-磁路后蓋；10-軛鐵；11-支腳；12-底板；13-動(dòng)圈組件；14-銜鐵；15-磁鋼；16-定位套；17-密封外殼；18-把手；19-電路板；20-輸出插座；21-無源伺服動(dòng)圈換能電路；22-角速度角加速度調(diào)理電路；23-合成電路；24-自校準(zhǔn)電路；25-支撐套管；26-擺式無源伺服動(dòng)圈換能器；27-輪輻式質(zhì)量彈簧裝置；28-磁路系統(tǒng)；29-自校準(zhǔn)器。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。圖1為本發(fā)明提供無源伺服地震轉(zhuǎn)動(dòng)速度計(jì)的立體結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明提供無源伺服地震轉(zhuǎn)動(dòng)速度計(jì)的主視圖；圖3為本發(fā)明提供無源伺服地震轉(zhuǎn)動(dòng)速度計(jì)的俯視圖；圖4為本發(fā)明提供無源伺服地震轉(zhuǎn)動(dòng)速度計(jì)的電器原理圖；圖5為本發(fā)明提供無源伺服地震轉(zhuǎn)動(dòng)速度計(jì)的數(shù)學(xué)模型圖。如圖1-5所示，本發(fā)明提供一種無源伺服地震轉(zhuǎn)動(dòng)速度計(jì)，包括底板12、輪輻式質(zhì)量彈簧裝置27、兩個(gè)擺式無源伺服動(dòng)圈換能器26以及電路板19。底板12安裝固定在觀測(cè)點(diǎn)；底板12是一長(zhǎng)條形鋁板，底板上通過支撐套管25安裝有三個(gè)支腳11；底板12中部安裝中軸1、兩個(gè)對(duì)稱反向的磁路座8安裝在底板12的兩端，密封外殼17安裝在底板12上，密封外殼17與底板12構(gòu)成密封腔，輪輻式質(zhì)量彈簧裝置27、擺式無源伺服動(dòng)圈換能器26以及電路板19均安裝在密封腔，以減少外界干擾。密封外殼17頂部設(shè)有把手18，方便安裝操作；密封外殼17側(cè)面設(shè)有輸出插座20，輸出插座20與電路板19的合成電路23以及自校準(zhǔn)電路24連接。輪輻式質(zhì)量彈簧裝置27懸掛于外殼17內(nèi)，輪輻式質(zhì)量彈簧裝置27包括中軸1、質(zhì)量分布均勻的質(zhì)量環(huán)2、多個(gè)彈簧片4以及內(nèi)環(huán)3；中軸1的底端與底板12連接，內(nèi)環(huán)3通過固定螺絲5安裝在中軸1的頂端，質(zhì)量環(huán)2通過4個(gè)參數(shù)相同、對(duì)稱安裝的彈簧片4與內(nèi)環(huán)3連接。在本實(shí)施例中，彈簧片4的數(shù)量為4個(gè)，但是，這僅為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，本發(fā)明的彈簧片4的數(shù)量并不局限于此，也可以為2-8個(gè)，而且優(yōu)選偶數(shù)個(gè)。擺式無源伺服動(dòng)圈換能器26包括擺架7、動(dòng)圈組件13以及磁路系統(tǒng)28；兩擺式無源伺服動(dòng)圈換能器26的擺架7的各個(gè)參數(shù)相同，兩擺架7的一端對(duì)稱安裝在質(zhì)量環(huán)2的兩側(cè)，動(dòng)圈組件13安裝在擺架7的另一端。具體來說，質(zhì)量環(huán)2的兩側(cè)分別固定一擺座6，兩擺座6的連線通過質(zhì)量環(huán)2的圓心；兩擺架7的一端對(duì)稱安裝在質(zhì)量環(huán)2兩側(cè)的擺座6上，兩擺架7位于同一平面內(nèi)，兩磁路系統(tǒng)28分別位于該平面的左右兩側(cè)。動(dòng)圈組件13包括線圈架和繞在線圈架上參數(shù)相同的工作線圈G和自校準(zhǔn)線圈G1，兩個(gè)擺式無源伺服動(dòng)圈換能器26的線圈架的各項(xiàng)參數(shù)相同。磁路系統(tǒng)28上設(shè)有磁縫隙，具體來說，磁路系統(tǒng)28包括磁路座8、軛鐵10以及銜鐵14；磁路座8安裝在底板12上，所述軛鐵10下端按對(duì)稱反向安裝在磁路座8上，所述軛鐵10上端設(shè)有安裝腔；所述銜鐵14安裝固定在安裝腔內(nèi)，圓柱形的銜鐵14的外側(cè)和安裝腔內(nèi)側(cè)形成磁縫隙。進(jìn)一步地，磁路系統(tǒng)28還包括磁鋼15、定位套16和磁路后蓋9；所述的定位套16套接在軛鐵10內(nèi)部，所述軛鐵10后端設(shè)有磁路后蓋9，定位套16內(nèi)部套接有磁鋼15。動(dòng)圈組件13的工作線圈G和自校準(zhǔn)線圈G1均伸入該磁縫隙中，當(dāng)工作線圈G和自校準(zhǔn)線圈G1在磁縫隙中運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。電路板19包括兩個(gè)無源伺服動(dòng)圈換能電路21、兩個(gè)角加速度調(diào)理電路22、合成電路23以及兩個(gè)自校準(zhǔn)電路24。具體來說，由兩組工作線圈G分別依次與兩個(gè)參數(shù)相同的無源伺服動(dòng)圈換能電路21、角速度角加速度調(diào)理電路22相連，組成對(duì)稱、參數(shù)相同反向安裝的兩個(gè)擺式無源伺服大阻尼動(dòng)圈換能式角加速度計(jì)。每組擺式無源伺服動(dòng)圈換能器26分別與一個(gè)無源伺服動(dòng)圈換能電路21輸入端連接，無源伺服動(dòng)圈換能電路21的輸出端接角加速度調(diào)理電路22的輸入端，兩個(gè)角加速度調(diào)理電路22的輸出端連接到合成電路23的輸入端，合成電路23輸出與為轉(zhuǎn)動(dòng)速度成正比的輸出電壓形成地震轉(zhuǎn)動(dòng)加速度計(jì)，地震轉(zhuǎn)動(dòng)加速度計(jì)通過輸出插座20可與任何記錄器(或數(shù)據(jù)采集器)連接，獲得地震轉(zhuǎn)動(dòng)加速度時(shí)程曲線。具體來說，無源伺服動(dòng)圈換能電路21包括工作線圈的等效內(nèi)阻RS、低頻擴(kuò)展電容C以及阻尼調(diào)節(jié)電阻R；工作線圈G的一端通過等效電阻RS后與低頻擴(kuò)展電容C的上端相連，工作線圈G的另一端與低頻擴(kuò)展電容C的下端相連，阻尼調(diào)節(jié)電阻R并聯(lián)在低頻擴(kuò)展電容C上。兩個(gè)角速度角加速度調(diào)理電路22分別對(duì)兩組無源伺服動(dòng)圈換能電路21的輸出電壓進(jìn)行調(diào)理,并同時(shí)輸入給合成電路23。自校準(zhǔn)線圈G1與所述電路板24電連接，自校準(zhǔn)線圈G1與所述電路板24的自校準(zhǔn)電路構(gòu)成自校準(zhǔn)器29，自校準(zhǔn)器29提供轉(zhuǎn)動(dòng)加速度計(jì)技術(shù)參數(shù)的校準(zhǔn)，地震時(shí)兩個(gè)參數(shù)相同的自校準(zhǔn)線圈G1和兩個(gè)參數(shù)相同的工作線圈G在磁縫隙中同步運(yùn)動(dòng)。自校準(zhǔn)電路24可發(fā)出正弦波電壓信號(hào)，自校準(zhǔn)電路24輸出信號(hào)給自校準(zhǔn)線圈G1，用于地震現(xiàn)場(chǎng)的在線校準(zhǔn)，校準(zhǔn)轉(zhuǎn)動(dòng)加速度計(jì)幅頻特性等參數(shù)。下面詳述其工作原理和過程：地震轉(zhuǎn)動(dòng)速度計(jì)基本原理可用圖1、圖2和圖4來描述。在進(jìn)行地震觀測(cè)時(shí)，地震轉(zhuǎn)動(dòng)速度計(jì)底板12固定在觀測(cè)點(diǎn)上，當(dāng)?shù)卣鹫饎?dòng)時(shí)，地震轉(zhuǎn)動(dòng)加速度同時(shí)作用在底板上，與底板12相連的磁路系統(tǒng)、中軸、外殼同時(shí)跟隨底板同步震動(dòng)，由質(zhì)量環(huán)2、擺架7和動(dòng)圈組件13組成的運(yùn)動(dòng)部分相對(duì)于中軸1產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)角，安裝在兩個(gè)擺架7上的兩個(gè)工作線圈G相對(duì)于兩個(gè)磁路的磁縫隙都產(chǎn)生相同的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)工作線圈G都在各自的磁縫隙中切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，各自產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)分別輸入給各自的無源伺服動(dòng)圈換能電路21和角速度調(diào)理電路22，兩個(gè)角速度調(diào)理電路22同時(shí)輸入給合成電路23，合成電路23輸出與地震轉(zhuǎn)動(dòng)速度成正比的電壓信號(hào)形成地震轉(zhuǎn)動(dòng)速度計(jì)。對(duì)于輪輻式雙擺結(jié)構(gòu)，見圖5，其運(yùn)動(dòng)微分方程為：J0為擺的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，K0彈簧系統(tǒng)的角剛度，B0為包括空氣阻尼在內(nèi)的阻尼力系數(shù)，G＝Bl·LK為電動(dòng)常數(shù)，LK為指示擺長(zhǎng),i為線圈中的電流，y為地基的平運(yùn)動(dòng)位移，為地基的轉(zhuǎn)動(dòng)位移，θ為擺的角位移。方程的解為：式中：m1,m2分別為雙擺的等效質(zhì)量，H1,H2分別為兩個(gè)質(zhì)量重心到轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離，l0為雙擺錘回轉(zhuǎn)擺的折合擺長(zhǎng)，s算子,n0為自振圓頻率,D1為阻尼比，當(dāng)m1H1＝m2H2時(shí)，l0＝∞，對(duì)平動(dòng)不反應(yīng)。當(dāng)ω<<n0,D1≤1時(shí)，擺的角位移θ(s)與地基的轉(zhuǎn)動(dòng)加速度成正比，ω為地基轉(zhuǎn)動(dòng)頻率，當(dāng)構(gòu)成兩組對(duì)稱反向安裝的擺式無源伺服動(dòng)圈換能器,結(jié)合圖4所示，其電路方程為Rsi+e=Gθ·Ce·+1Re=i---(2)]]>式(2)中的Rs為動(dòng)圈內(nèi)阻，C為并聯(lián)電容，R為并聯(lián)電阻，e為輸出電壓,設(shè)空氣阻尼可以忽略，用算子法聯(lián)立求解方程(1)和(2)，可得由式(3)得由式(5)可以看出，當(dāng)ω>>n0,D1≤1時(shí)，無源伺服電路的輸出電壓e與地基轉(zhuǎn)動(dòng)速度成正比。式中:式(6)中為單擺角速度靈敏度，n0為原機(jī)械系統(tǒng)自振圓頻率，n1為上限截止頻率，n為無源伺服后二階系統(tǒng)的自振圓頻率，D1為二階系統(tǒng)的阻尼常數(shù)。由式(6)可求得單擺的阻尼比:D1=n02·G2CJ01+RSR+G2CJ0+G2RSRCJ02n0RSC(1+RSR)(1+RSR+G2CJ0)]]>當(dāng)時(shí)D1=·n0RSJ0C2G---(7)]]>由式(6)可見，在n1很高時(shí)，n2和之比為：n2n02≈11+G2RCJ0(R+Rs)=11+A1---(8)]]>式中n值遠(yuǎn)比n0為小，故可使測(cè)量范圍延伸到低于自振頻率范圍。當(dāng)R→∞,A1>>1時(shí),單擺角速度靈敏度為低頻下限為：n=·n0GJ0C---(10)]]>由(10)式可知，并聯(lián)的電容越大，頻率下限越低，從而達(dá)到拓展低頻特性的目的。對(duì)稱反向安裝的兩組擺式無源伺服動(dòng)圈換能器的輸出電壓e分別同時(shí)輸入給兩組角速度角速度調(diào)理電路22，兩組角速度角速度調(diào)理電路22的輸出同時(shí)輸入給角速度合成電路23，角速度合成電路23消除非轉(zhuǎn)動(dòng)分量，合成轉(zhuǎn)動(dòng)分量后形成無源伺服式地震轉(zhuǎn)動(dòng)速度計(jì)，輸出與地震轉(zhuǎn)動(dòng)速度呈正比的電壓：式中K1為角速度調(diào)理電路的調(diào)理系數(shù)。無源伺服式地震轉(zhuǎn)動(dòng)速度計(jì)的靈敏度：相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的無源伺服地震轉(zhuǎn)動(dòng)速度計(jì)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計(jì)合理，電路簡(jiǎn)單,在一個(gè)密封腔內(nèi)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了基于輪輻式質(zhì)量彈簧式雙擺無源伺服大阻尼動(dòng)圈換能；2、利用無源伺服變換電路、角加速度調(diào)理電路、合成電路實(shí)現(xiàn)了地震轉(zhuǎn)動(dòng)加速度的測(cè)量，低頻特性好；3、適用范圍廣，可廣泛用于地震轉(zhuǎn)動(dòng)加速度的觀測(cè)和土木工程結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)加速度的測(cè)量。最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3