测试技术第6章(振动测试)技术方案.ppt

第六章 振动测试 分析2：若m增大，则 减小， 但根据压电加速度计的幅频特性可知，上限频率将降低（即可测量的最大频率变小）。因此，作超低频振动测量选用质量大（超过100g）而灵敏度高的加速度计，作高频振动测量选用质量小（几克~零点几克）的加速度计。 即传感器的灵敏度增大， 振 动 测 量 传 感 器 增大， e. 压电式加速度计的安装 31kHz 28kHz 29kHz 2kHz 7kHz 磁铁 振 动 测 量 传 感 器 4）三类传感器比较 a. 涡流位移传感器 测量范围：因为高频的位移量往往小，信号弱，不用来测量高频； 优点：相对测量，适用于回转体振动测量和在恶劣环境下使用。 b. 磁电速度传感器 测量范围：根据幅频图，有下限频率，所以不能测低频率；又受本身结构影响，不能测高频率。通常 优点：幅值较大。 振 动 测 量 传 感 器 c. 加速度传感器 测量范围：因为低频的加速度值往往小（低频变化慢），信号不显著；并且，若频率低，则电荷泄露大，所以比较不适宜测量低频振动。又固有频率很高，所以可测量比较高的频率。 优点：质量小，灵敏度高。 缺点：信号幅值小，用电荷放大器可解决该问题。 振 动 测 量 传 感 器 d. 结论：振动传感器的选用原则 高频率加速度（包括力等）用加速度传感器测，低频用位移传感器测； 对压电式加速度计，高频用质量大的传感器（上限频率高），低频用质量小的传感器（灵敏度高）； 考虑具体使用的环境要求。如非接触式，高温、油污等环境，用涡流传感器；激光测振器价格高、对环境要求严格，用于实验室做精密测量。 振 动 测 量 传 感 器 振 动 测 试 系 统 及 其 标 定 6.4.1 振动测试系统的组成 加速度计——电荷放大器——滤波器——A/D转换——计算机 6.4.2 振动测试系统的标定 6.4 振动测试系统及其标定 振 动 的 激 励 6.5 振动的激励 1）稳态正弦激励 信号：幅值稳定的单一频率正弦激振力。 特点：激振功率大，信噪比高，能保证测试精度 缺点：测试时间长（需要用多个频率的正弦信号测试） 2）宽带激振（非周期信号，频谱宽） a. 随机激振 信号：白噪声（完全随机信号） 伪随机信号发生器：模拟产生随机信号，由于可重复，所以称为伪随机信号。 6.5.1 激励信号 振 动 的 激 励 b. 瞬态激振 快速正弦扫描激振。用频率不断增大的正弦信号。 振 动 的 激 励 c. 脉冲激振 用装有测力传感器的锤子来敲击试件 振 动 的 激 励 * * * * * 信 号 调 理 处 理 与 分 析 6.1 概述 6.2 振动特性 6.3 振动测量传感器 6.4 振动测试系统及其标定 6.5 振动的激励 本章主要内容 信 号 调 理 处 理 与 分 析 振动测试目的 1）一类是测量设备和结构所存在的振动； 2）另一类是对设备或结构施加某种激励，使其产生振动，然后测量其振动，目的是研究设备或结构的力学动态特性。 6.1 概述 振 动 特 性 6.2.1 单自由度系统的振动分类 分为自由振动和受迫振动 m z k c 自由振动 1）自由振动的运动方程 受迫振动：1）质量块受力引起的受迫振动； 2）基础运动所引起的受迫振动 6.2 振动特性 振 动 特 性 2）质量块受力所引起的受迫振动 质量块受力引起的受迫振动 运动方程式： 传递函数： 频率响应函数： 令： 振 动 特 性 幅频特性： 振 动 特 性 当ω小于ωn时，幅值较大，成线性变化；当ω大于ωn时，幅值较小，成线性变化；当ω接近于ωn时，幅值大，且与阻尼比ζ大小相关。 振 动 特 性 3）由基础运动所引起的受迫振动 运动方程式： 基础运动所引起的受迫振动 振 动 特 性 相对位移: 则： a. 若以基础的绝对位移为输入，质量块的相对位移为输出 振 动 特 性 传递函数： 频率响应函数： 幅频特性： 振 动 特 性 幅频特性曲线 当 时， 接近0，说明相对位移小， 当 时， 接近1，说明质量块绝对静止。 振 动 特 性 质量块与基础一起振动。 b. 若以基础的速度为输入，质量块的相对位移为输出 基础的绝对速度： 运动方式式为： 传递函数： 频率响应函数： 振 动 特 性 c. 若以基础的位移为输入，质量块的相对速度为输出 质量块的相对速度： 运动方式式为： 传递函数： 频率响应函数： 等号左右两边对时间t一次微分： 振 动 特 性 d. 若以基础的绝对位移为输入，质量块的绝对位移为输出 传递函数： 振 动 特 性 e. abcd等情况的频率响应均可查教材P192 表7-1 频率响应函数：