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第六章：第四节 振动测量及频谱分析 一、振动的基本概念 地震的巨大威力 地震波形 二、测振传感器分类 测振用的传感器又称拾振器，它有接触式和非接触式之分。接触式中有磁电式、电感式、压电式等；非接触式中又有电涡流式、电容式、霍尔式、光电式等。下面介绍压电式测振传感器及其应用。 三、压电式振动加速度传感器的 结构及外形 四、压电振动加速度传感器的性能指标（以某小型“内装IC的压电加速度传感器”为例） 技术指标：灵敏度：500mV/g 量程：10g 频率范围：4-4000Hz安装谐振点:15kHz 分辨力：0.00004g 重量：40g 安装螺纹：M5 mm 线性：≤1% 五、压电加速度传感器的安装及使用 a)双头螺丝固定 b)磁铁吸附 c)胶水粘结 d)手持探针式 1—压电式加速度传感器 2—双头螺栓 3—磁钢 4—粘接剂 5—顶针 六、压电振动加速度传感器在汽车中的应用 加速度传感器可以用于判断汽车的碰撞，从而使安全气囊迅速充气，从而挽救生命；还可安装在气缸的侧壁上，尽量使点火时刻接近爆震区而不发生爆震，但又能使发动机输出尽可能大的扭矩。 爆震波形 汽车发动机中的气缸点火时刻必须十分精确。如果恰当地将点火时间提前一些，即有一个提前角，就可使汽缸中汽油与空气的混合气体得到充分燃烧，使扭矩增大，排污减少。但提前角太大时，混合气体产生自燃，就会产生冲击波，发出尖锐的金属敲击声，称为爆震，可能使火花塞、活塞环熔化损坏，使缸盖、连杆、曲轴等部件过载、变形，可用压电传感器检测并控制之。 爆震测量 七、振动的频谱分析及仪器 时域图形 频谱仪 频域图形 （频谱图） 频谱仪外形（续） 频域图 （频谱图） 频域图形 对应于时域波形（失真的正弦波）的谱线图 振动时域/频域图形（参考东方振动和噪声技术研究所资料） 振动时域/频域图形（续）（参考东方振动和噪声技术研究所资料） 基波与三次谐波的频谱 基波与3次谐波合成的波形 方波可分解成同频基波及3、5、7……奇次谐波 依靠频谱分析法进行故障诊断 减速箱故障分析 爆破振动记录仪 本章作业p108：2、3、5 休息一下 * * 振动可分为机械振动、土木结构振动、运输工具振动、武器、爆炸引起的冲击振动等。 从振动的频率范围来分，有高频振动、低频振动和超低频振动等。 从振动信号的统计特征来看，可将振动分为周期振动、非周期振动以及随机振动等。 横向振动测振器 纵向振动测振器 测量时域图形用的是示波器，测量频域图形用频谱仪. 频谱图或频域图：它的横坐标为频率f，纵坐标可以是加速度，也可以是振幅或功率等。它反映了在频率范围之内，对应于每一个频率分量的幅值。 （参考深圳安泰信电子有限公司资料） 不同频率的正弦波频谱变化 包含高次谐波的频谱 a）时域波形 b）频域波形 打印机 地震是引发海啸的主要原因之一。地震中断层移动导致断层间产生空洞，当海水填充这个空洞时产生巨大的海水波动。这种海水波动从深海传至浅海时，海浪陡然升到十几米高，并以每秒数百米的速度传播。海浪冲到岸上后，将造成重大破坏。 海啸预警系统通过海底的振动压力传感器记录海浪变化的数据，并传送到信息浮标，由信息浮标发送到气象卫星，再从气象卫星传送到卫星地面站。 海啸预警系统 气象接收及发射天线 振动压力传感器 6000m海底 浮标 深海地沟