算与分析，武汉科技大学研宄生毕业论文，2013)，本领域普通技术人员在没有创造性劳动的情况下可以根据公知文献设计生产出比例电磁铁。但是，尚未见利用比例电磁铁输出力与衔铁位移无关的关键特性用于隔振机构。
[0036]在本实用新型中，微位移传感器技术已经比较成熟，中国专利(申请号:201110275388.2) “纳米位移测量传感器”公布了一种位移测量范围:25mm，分辨率.,( 1nm的微位移测量装置；另一种非接触微位移传感器是电容测微方法，李建文等(①李建文等，高精度电容测微仪关键技术，天津大学学报，2004年9月)介绍了非接触式高精度电容测微仪的基本工作原理及关键技术，给出了仪器的主要结构，对仪器电路进行了模块化设计，研宄分析了实际测量过程中不可避免的各种误差，并提出了相应的消除或修正方法。研宄结果表明，仪器的分辨率可达lnm，测量范围为±5 μπι。天津大学生产的JDC电容测微仪在传感器直径为Φ3.5mm，空气介质条件下的分辨率可达0.01 μπι,其测量范围为100 μπι ;如英国ZCS1100超精密电容位移传感器，测量范围为0.24_，分辨率最高为0.1nm ;李立艳等研宄了一种用于纳米测量的激光干涉仪，，并对其进行了振动测量实验研宄，结果表明其静态位移测量误差小于0.3nm，集成的干涉仪具有光路尺寸小、测量精度高、稳定性好、受环境影响小及调节方便等优点，便于在实际测量中应用(②李立艳等，用于纳米测量的集成化单频激光干涉仪，中国激光、2011年4月)。本领域普通技术人员在没有创造性劳动的情况下可以根据公知文献设计生产出微位移传感器。
[0037]在本实用新型中，PID运算控制器(比例-积分-微分控制器)，由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成。PID运算控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件。这个控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。PID运算控制器可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值，使系统更加准确而稳定。PID运算控制器的比例单元P、积分单元I和微分单元D分别对应目前误差、过去累计误差及未来误差。若是不知道受控系统的特性，一般认为PID运算控制器是最适用的控制器。PID控制有大量公知文献，如(吴宏鑫等，PID控制的应用与理论依据，控制工程，2003年01期)，本行业普通技术人员在没有创造性劳动的情况下可以根据公知文献设计生产出PID控制器。
[0038]本实用新型所述的基于比例电磁铁的隔振机构工作过程如下:
[0039]调节可调节支撑脚钉5，使得比例电磁铁3呈中心轴线铅垂直，第一平衡机构2与第二平衡机构4使得载荷杆I与比例电磁铁3纵中轴线重合，此时载荷杆I与比例电磁铁3壳体间的径向间隙均匀。
[0040]依本实用新型提供的隔振机构应用于绝对重力仪中为例，绝对重力仪中隔振机构的待隔振对象通常为反射型光学器件，例如角锥棱镜，可将角锥棱镜安装在载荷杆I顶端，角锥棱镜的重心与载荷杆I的重心在同一竖线上，此时在重力的作用下，衔铁3-7被第二限位环3-6接触并支撑，设载荷杆I位移方向往下为负方向，向上为正方向，则微位移传感器6的读数为最大负数，微位移传感器6输出负位移信号通过第一导线7传递给PID运算控制器8，PID运算控制器8经运算后通过第二导线9输出电压给励磁线圈3-8，随着PID运算控制器8输出的电压加大，励磁线圈3-8获得的电流增大，励磁线圈3-8产生的磁场也增大，比例电磁铁3的出力增大，直至载荷杆I所受的合力为0，此时PID运算控制器8继续加大电压，载荷杆I所受合力大于0，载荷杆I向上运动，微位移传感器6离开最大负值位置，微位移传感器6的读数也往正方向移动，此时载荷杆I运动位置的信号经微位移传感器6测出，经第一导线7传递给PID运算控制器8，PID运算控制器8将运算结果通过第二导线9输出电流给比例电磁铁3的励磁线圈3-8，比例电磁铁3出力给载荷杆1，载荷杆I的运动位移由微位移传感器6读出，如此便形成了一个闭环控制系统，由现有公知PID控制算法及电压调节装置能将微位移传感器6的读数闭环调节在O附近，此时载荷杆I的位置也稳定在零位附近。
[0041]比例电磁铁3输出力与衔铁位移无关的过程分析:环绕由铁-磁材料制成的极靴3-1、壳体3-5、第一导磁环3-2、隔磁环3-3、第二导磁环3_4和衔铁3-7构成了磁回路。磁力线的路径有一部分被镶嵌在第一导磁环3-2和第二导磁环3-4中间的隔磁环3-3所切断，于是，强迫着磁力线绕道经过第二导磁环3-4，越过第二导磁环3-4和衔铁3-7间的径向气隙至衔铁3-7，继而穿过行程间隙3-9至极靴3-1，同时，衔铁3-7和隔磁环3_3之间的径向气隙的一部分被泄引到极靴3-1而不产生力的作用，衔铁3-7行程越小，这部分的磁通量就愈大，于是，衔铁3-7行程减小时，通常增长的磁力在一个范围内保持不变，即与行程无关(路甬祥.比例电磁铁的静特性与动特性.液压工业.1982年01期)。
[0042]本实用新型提供的基于比例电磁铁的隔振构，其力执行机构为一比例电磁铁，由公知文献可知:比例电磁铁具有在线性工作区内输出力与输入电流成正比，输出力与衔铁位移无关的特性(路甬祥.液压工业1982年01期比例电磁铁的静特性和动特性)，因此，本实用新型所述的基于比例电磁铁的隔振机构，当载荷杆I所受力达到平衡时，即载荷杆I处于悬浮状态，比例电磁铁3竖直位置的变化不改变载荷杆I受力平衡关系，即比例电磁铁3的振动位移与载荷杆I受力平衡无关，设比例电磁铁3的振动位移变化量为dx，由弹性系统特性:df = k*dx，则k = df/dx，其中df为弹性系统受力变化量，k为弹性系统的弹性系数，dx为弹性系统的形变量，本实用新型所述机构的载荷杆I所受合力变化量为df，若df为0，k = df/dx也等于0，即系统的总刚度为O。由隔振理论可知，低刚度系统的固有频率fo非常低，能够实现低频的隔振。
[0043]如采用普通弹簧隔振，若要实现固有频率f0为0.1Hz的隔振系统，不难得到其形变量dx = g/fQ2/(2* 31)2约为24.8m，其中g为重力加速度，由此可见是实现起来是非常困难的。
[0044]美国Micro-g LaCoste公司生产的FG5绝对重力仪是目前精度最好的商品化生生的绝对重力之一，测量质量块有效下落距离约0.25m，自由落体时间约为0.23s。单次下落测量的离散度在±50X10_8ms_2以内(邢乐林等，FG5绝对重力仪观测比对，测绘信息与工程，2008 ；33(l))o绝对重力仪的噪声来源主要是振动噪声，设±50X10_8ms_2中的80%噪声来源于振动，则噪声的平均加速度数值要小于40 X 10_8ms_2，设隔振机构从O位开始运动，以此时间段的振动幅度=± 1/2*40X 1CT8H<0.232m = ± 1.01*lCT8m，即约10nm，由上述可知道，要满足绝对重力仪单次下落测量时振动引起的加速度数值小于40X10_8ms_2，误差检出器微位移传感器6是的分辨率不得低于10ns，否则隔振系统的振动位置不能被检出，也就不能被闭环调节所控制，目前公知技术生产的位移传感器分辨率已能达到1ns，能够满足本隔振机构在高精度绝对重力中的应用；另外，载荷杆I所受的电磁力是由电磁力产生的，比例电磁铁的出力正比于励磁线圈的电流，励磁线圈的阻抗在励磁