传感器与检测技术课件第九章信号分析及其在测试中的应用2.ppt

对某机械装置施加激振力f（t），测得相应的位移为x（t）， f（t）和 x（t）的频谱分别为F（ω）和X（ω），则该机械结构的位移阻抗为： （ ） A、 F（ω）/X（ω） B、 X（ω）/F（ω） C、 f（t）/ x（t） D、 x（t）/ f（t） * 第五节 信号分析在振动测试中的应用 一、概述 振动是普遍存在的自然现象，它发生在各生产领域中，如： 汽车、火车、飞机、轮船及各种动力机械在工作中均产生振动 多数情况下振动是有害的 影响机器的正常工作，而且会降低使用寿命。 机械振动还直接或间接地产生噪声，恶化环境和劳动条件， 危害人们的健康。 应尽量减小振动影响，将振动量控制在允许范围内。 一、概述 振动是普遍存在的自然现象，它发生在各生产领域中，如： 汽车、火车、飞机、轮船及各种动力机械在工作中均产生振动 振动也有可利用的一面 振动输送机、清洗机、脱水机就是利用振动原理来工作的 有必要进行振动分析和设计 一、概述 振动既要在理论上进行分析计算、也要进行直接的测试和实验 我们只讨论振动测试 1.振动测试的目的 1）检查机器运转时的振动特性，检验产品质量，为设计提供 依据。 2）考核机器设备承受振动和冲击的能力及对系统的动态响应 特性（动刚度、机械阻抗等）进行测试。 3）分析检查振动产生的原因，寻找振源，为减振和隔振措施 提供资料。 4）对工作机器进行故障监控，避免重大事故发生。 一、概述 振动既要在理论上进行分析计算、也要进行直接的测试和实验 我们只讨论振动测试 1.振动测试的内容 1）振动参数的测试 对振动的位移（或速度、加速度）、幅值、频率、相位、 波形等参数的测定。 2）物体结构参数的测试 对结构的固有频率、阻尼、刚度、振型等参数的测定。 二、振动的类型 按振动产生的原因 自由振动、强迫振动和自激振动 按振动系统结构参数特性 线性振动和非线性振动 按振动规律 确定性振动和随机振动 二、振动的类型 确定性振动 确定性振动 周期振动 非周期振动 正弦周期振动 复杂周期振动 准周期振动 瞬变冲击振动 二、振动的类型 随机振动 随机振动 平稳随机振动 非平稳随机振动 各态历经振动过程 非各态历经振动过程 三、振动的激励方式 在测定机械设备或结构的动态特性时，首先要激励被测对象，让其按测试的要求做受迫振动或自由振动。 激振方式： 稳态正弦激振 随机激振 瞬态激振 三、振动的激励方式 在测定机械设备或结构的动态特性时，首先要激励被测对象，让其按测试的要求做受迫振动或自由振动。 激振方式： 稳态正弦激振 对被测对象施加一个稳定的单一频率的正弦激振力。 优点：激振功率大，信噪比高，能保证响应测试的精度。 缺点：要求在稳态下进行测试，达到稳态需要很长的测试 周期。 二、振动的激励方式 在测定机械设备或结构的动态特性时，首先要激励被测对象，让其按测试的要求做受迫振动或自由振动。 激振方式： 随机激振 用白噪声或伪随机信号作为信号源，是一种宽带激振方法。 优点：可实现快速、实时测试。 缺点：设备较复杂，价格也较昂贵。 三、振动的激励方式 在测定机械设备或结构的动态特性时，首先要激励被测对象，让其按测试的要求做受迫振动或自由振动。 激振方式： 瞬态激振 对被测对象施加一个瞬态变化的力，也属宽带激振。 （1）快速正弦激振 （2）脉冲激振 （3）阶跃激振 四、激振器 激振器是对被测对象施加某种预定要求的激振力，从而激起被测对象振动的装置。激振器应在一定的频率范围内提供波形良好、幅值足够的稳定交变力，该力使被测对象产生振动。 四、激振器 1.脉冲锤 2.电动式激振器 电动式激振器按其磁场的形成方法有永磁式和励磁式之分。前者多用于小型激振器，后者多用于较大型激振器，即振动台上。 四、激振器 2.电动式激振器 驱动线圈7固装在顶杆4上，并由支承弹簧1支承在壳体2中，线圈7正好位于磁极与铁芯6的气隙中。当线圈7通过经功率放大后的交变电流i时，根据磁场中载流体受力的原理，线圈将受到与电流i成正比的电动力的作用，此力通过顶杆传到被测对象，即为激振力。 电磁式激振器直接利用电磁力作激振力，常用于非接触激振场合。特别是对回转件的激振，如图所示。一定频率的交变信号经功率放大器放大后，通入绕在铁芯上的线圈中，这时在磁极附近就形成一个交变磁场，处在磁场中的磁性试验对象就受到交变的吸力。 信号发生器 功率放大器 直流电源 四、激振器 3.电磁式激振器 五、测振系统 1.测振系统的组成 发电型 传感器 参数型 传感器 前置 放大器 微积分 放大器 调制器 测量电桥 放大器 解调器 载波 发生器 分 析 仪