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机械工程测试技术——  振动与噪声测量（2） 内容 1、振动测量传感器 2、常用振动测量仪器 3、动态特性测量系统 4、噪声测量基础 5、噪声测量仪器 6、声功率与声强测量技术 重点:掌握振动、噪声的典型测量方法 振动测量标准 19项有关振动与冲击的国家标准，涉及到有关术语、测量仪器、测量方法等 振动测量目的 测量振级与频谱、寻找振源、研究结构的动态特性 研究各种减振理论与方法 振动强度——位移、速度和加速度 研究振动对机械加工精度的影响时，测量位移幅值大小 研究振动功率或振动引起的声辐射时，测量振动的速度 研究振动引起的机械损伤时，测量加速度 测量项目 位移、速度、加速度之间存在着固定的导数关系 位移、速度、加速度测量时有着自己的特殊性 振动传感器 位移传感器 速度传感器 加速度传感器 位移传感器结构：电容式、电感式及电涡流式 涡流式位移传感器 优点：线性范围大、灵敏度高、频率范围宽、抗干扰能力强、不受油污等介质影响以及非接触式测量 传感器测量范围：±0.5mm ～±10mm 速度传感器结构:磁电式速度计 绝对速度传感器 组成：磁路系统、惯性质量、弹簧阻尼 线圈 壳体振动?磁钢随之振动?芯轴相对静止?线圈切割磁力线?线圈中感应电势 感应电势E=kV，式中k为取决于磁感应强度、线圈长度和匝数,V为绝对振动速度 速度传感器结构 绝对速度传感器 动态特性 固有频率应该尽可能低，但实现有很大困难 由于结构上的原因，固有频率一般取10～15Hz 工作频率：15～1000Hz 阻尼比：阻尼环产生磁阻尼力（0.5~0.7） 速度传感器结构 相对速度传感器 芯轴——顶杆 壳体——顶杆：相对速度 输出电压：正比相对速度 测量频率：0～1kHz 速度传感器结构 OD9200系列振动速度传感器 频率响应： 5Hz～1KHz（-3dB） 灵敏度：20mV/mm/s ± 5% 幅值线性度： 3% 使用温度范围：-30℃～200℃ 输出极性：浮地输出 速度传感器结构 MTN/1185IC本安型振动速度传感器 速度范围：0－100mm/sec 输出电流：4-20mA 频响：2 Hz ~ 1 kHz ±10 % 绝缘：底座绝缘 速度传感器结构 瓦（壳）振信号调理器 内部积分器、滤波器 信号驱动 输入、输出隔离 输入信号：速度传感器输出 转换I/O精度：±1%,25℃ 频响：5Hz-5000Hz 量程：125μm～1000μm 输出：标准信号：4～20mA、-5VDC～+5VDC 加速度传感器结构 加速度传感器有：应变式、压阻式、压电式 应变式 应变效应：外力作用下，金属材料的电阻发生变化 应变式加速度传感器 敏感元件：悬臂梁＋质量块 M?a?F ?使梁弯曲 转换元件：在梁上贴有四个应变电阻，构成应变电桥 转换电路：电桥法测量应变电阻 优点：低频响应好；可测量直流信号（匀加速度）；液体阻尼可消除高频受激振动的影响。 缺点：固有频率大大低于压电式 加速度传感器结构 应变式 传感器 内装IC 应变加速度传感器 量程：±1g 灵敏度：1.4V/g -0.5dB频响：DC-100Hz 电源：+5/3 （V/mA） 加速度传感器结构 压阻式 压阻效应：外力作用下，半导体材料的电阻发生变化 压阻式加速度传感器 敏感元件：硅梁（弹性元件）＋质量块M?a?F ?使梁弯曲 转换元件：在硅梁的根部有四个扩散电阻，构成应变电桥 转换电路：电桥法测量应变电阻 频率响应高，可达1.5MHz； 体积微型化，外形可小于1mm、耗电少 灵敏度高、精度好，可测量到0.1%的精确度 无运动部件（敏感元件与转换元件一体） 加速度传感器结构 压电式：压电效应 敏感元件：弹簧、质量 转换元件：压电元件 转换电路：电荷放大器、阻抗变换器 加速度传感器结构 压电式 压电加速度计：电荷发生器，其电荷与加速度成比例，它不能测量零频率振动 优点 尺寸小、重量轻、坚固性好 测量频率范围一般可达1Hz～22KHz 测量加速度范围为0～2000g 温度范围为－150～＋260℃ 输出电平为5~72mv/g 缺点: 低频性能差、阻抗高、测量噪声大 加速度传感器结构 压电式 传感器的带宽上限受制于曲线上的共振峰频率限制，即传感器固有频率 传感器的固有频率应该是被测频率的5～10倍 紧固采用的固定件要产生寄生振荡，影响传感器的固有频率 加速度传感器结构 压电式 安装方式 钢柱螺栓连接法：安装频率高 绝缘螺栓加云母垫片 磁座安装：改变测点容易 （温度200℃、加速度200g以内） 粘接剂加粘接螺栓：高频响应差 薄蜡粘结：频响好、不耐高温 手持探针：测