《机械振动基础》实验报告.doc

《机械振动基础》实验报告 （2015年春季学期） 姓 名 学 号 班 级 专 业 报告提交日期 哈尔滨工业大学 报告要求 实验报告统一用该模板撰写，必须包含以下内容： 实验名称 实验器材 实验原理 实验过程 实验结果及分析 认识体会、意见与建议等 正文格式：四号字体，行距为1.25倍行距； 用A4纸单面打印；左侧装订； 报告需同时提交打印稿和电子文档进行存档，电子文档由班长收齐，统一发送至：liuyingxiang868@hit.edu.cn。 此页不得删除。 评语： 实验一成绩（9分）： 教师签名： 实验二成绩（6分）： 总分（15分）： 年 月 日 实验一报告正文 实验名称：机械振动的压电传感器测量及分析 实验器材 1、机械振动综台实验装置(压电悬臂梁) 1套 2、激振器 1套 3、加速度传感器 1只 4、电荷放大器 1台 5、信号发生器 l台 6、示波器 l台 7、电脑 l台 8、NI9215数据采集测试软件 l套 9、NI9215数据采集卡 l套 实验原理 信号发生器发出简谐振动信号，经过功率放大器放大，将简谐激励信号施加到电磁激振器上，电磁激振器振动杆以简谐振动激励安装在激振器上的压电悬臂梁。压电悬臂梁弯曲产生电流显示在示波器上，可以观测悬臂梁的振动情况；另一方面，加速度传感器安装在电磁激振器振动杆上，将加速度传感器与电荷放大器连接，将电荷放大器与数据采集系统连接，并将数据采集系统连接到计算机（PC机）上，操作NI9215数据采集测试软件，得到机械系统的振动响应变化曲线，可以观测电磁激振器的振动信号，并与信号发生器的激励信号作对比。实验中的YD64-310型压电式加速度计测得的加速度信号由DHF-2型电荷放大器后转变为一个电压信号。电荷放大器的内部等效电路如图1所示。 图1 加速度传感器经电荷放大的等效电路 压电悬臂梁的简谐振动振幅与频率测量实验原理如图2所示，实验连接图如图3所示。 图2 简谐振动振幅与频率测量 图3 实验连接图 实验过程 打开所有仪器电源，将DG-1022型信号发生器的幅值旋钮调至最小，采用正弦激励信号， DHF-2型电荷放大器设置为100mv/UNIT（YD64-310型加速度计的标定电荷灵敏度为13.2PC/ms-2，本实验中将电荷放大器的灵敏度人工设定为132PC/ms-2，并且增益调至10mV/Unit档，则该设定下电荷放大器的总增益为100mV/Unit。在实验中我们想要控制输入加速度大小为10m/s2，则只需控制输入信号使示波器中的来自电荷放大器的峰峰值为2V。）。设置信号发生器为“手动”模式，调节“手动扫频”至固定频率(20~80Hz任意自选)，调节幅值旋钮使其输出电压为2V。 实验中由DG-1022信号发生器输出正弦激励信号，这个信号经过HEA-200C型功率放大器可以转化为一个频率和幅值可调的输出信号。这个信号作用在HEV-200型电动式激振器上使其振动。同时，利用安装在发电装置上面的YD64-310型加速度传感器可以测得一个激振加速度的信号，经过DHF-2型电荷放大器后转变为一个电压信号，将这个电压信号输入到NI 9215数据采集卡中，数据采集卡由USB接口接到电脑上，通过LabVIEW Full Development System软件，可以观察其电压大小。而我们利用HEA-200C型功率放大器调节信号输入使其加速度保持为10m/s2，最后激振器振动后，压电悬臂梁装置通过将振动的机械能转化为电能，并接到示波器上，观察随激励振动产生的交变电压。 观察示波器的电流变化并记录电脑软件界面的频率和幅值。 重复步骤4、5五次，制成下面表格后计算平均值。 实验结果及分析 5.1 实验结果.2、5.3所示 图频率10KHz 图KHz 图KHz 数组 1 2 3 平均值 频率 20 30 2