检测技术第4版 施文康 余晓芬第7章-2 振动测试.ppt

4.4 电涡流测振传感器 4.5 激光测振仪 当光程差每变化半个光波波长时，明暗条纹变化一次。设一个振动周期内，计得干涉条纹变化数为N，则： 迈克尔逊干涉仪 第五节 振动测量系统 5.1 振动量的测量 振动量：通常指反映振动的强弱程度的量，亦即指振动位移，振动速度和振动加速度的大小。这三者之间存在着确定的微分或积分关系。 究竟测量哪个振动量是振动测量中必须考虑的问题之一。 加速度 速 度 位 移 振动位移、振动速度和振动加速度三者的幅值之间的关系与频率有关。 在低频振动场合，加速度的幅值不大，宜选用振动位移测量；在中频振动场合，宜选择振动速度测量，在高频振动场合，加速度幅值较大，宜选择加速度测量。 第五节 振动测量系统 （1）正弦测量系统 振动量测量通常有以下几种系统： 正弦测量系统图 正弦测量系统适用于按简谐振动规律的系统。 应用正弦测量系统，除了测量振幅外，有时还要求测量振幅对于激励力的相位差，以及观察振动波形的畸变情况。 第五节 振动测量系统 （2）动态应变测量系统 动态应变测量系统将电阻应变片贴在结构的测振点处，或直接制成应变片式位移计或加速度计，安装在测振点处，将应 变片接入电桥，电桥由动态应变仪的振荡器供给稳定的载波电压。测振时由于振动位移引起电桥失衡而输出一电压，经放大并转 换成电流，由表头指示，或由光学示波器、计算机记录。 图8.23?? 动态应变测量系统的组成 第五节 振动测量系统 第五节 振动测量系统 模拟量频谱分析系统 传感器经微/积分放大器后，进入模拟量频谱分析仪。模拟式频谱分析仪，由跟踪滤波器或一系列窄带带通滤波器构成，随着滤波器中心频率的变化，信号中的相应频率的谐波分量得以通过，从而可以得到不同频率的谐波分量的幅值或功率的值，由仪表显示或记录； 数字频谱分析系统 现代振动分析系统大都是数字式分析系统。将来自传感器的模拟信号经过A/D转换，把模拟信号转换成数字序列信号，然后通过快速傅里叶（FFT）的运算，获得被测系统的频谱。 （3）频谱分析系统 第五节 振动测量系统 5.2 机械振动参数的估计:单自由度系统固有频率和阻尼的测量 1. 自由振动法 一个单自由度振动系统，若给予初始冲击（其初速度为dz(0)／dt)或初始位移z0）,则系统将在阻尼作用下作衰减自由振动。 机械振动参数估计的目的是用以确定被测结构的固有频率、阻尼比、振型等振动模态参数。 自由振动法 共振法 第五节 振动测量系统 第五节 振动测量系统 阻尼比： Mi、Mi+1分别为阻尼自由振动的相邻超调量。 ωd为阻尼自由振动的圆频率， 第五节 振动测量系统 2.共振法 单自由度系统的受迫振动。当激振频率接近于系统的固有频率时，振动响应就急剧增大。 位移共振： 第五节 振动测量系统 例1: 惯性式位移传感器具有1HZ的固有频率，认为是无阻尼的振动系统，当它受到频率为2HZ的振动时，仪表指示振幅为1.25mm，求该振动系统的真实振幅是多少？ （1）惯性式位移传感器的幅频特性 （2）W=2Hz，Wn=1Hz，c=0， y0=1.25mm 例2：图是用压电式加速度传感器与电荷放大器测量某机器的振动。已知，传感器的灵敏度为100（pC/g），电荷放大器的反馈电容C=0.01(?F)，测得输出电压的峰值Uom=0.4(V)，振动频率为100(HZ)。 (1)??? 求机器振动加速度的最大值A(m/s2); ? (2)???? 假定振动为正弦波，求振动速度v(t); (3)???? 求振动幅度的最大值X. （2）已知 a(t)=Asinwt, w=2?f=628(rad/s) （3） （1） 振幅 X=0.001(m) 3.2 激振器 （一）电动式激振器 当Fi以简谐规律变化时，则作用在激振对象上的力F也为同频率的简谐力。 使用时在顶杆与激振对象之间加一个力传感器，以精确地测出激振力F(t)。 为了使激振器的能量尽量用于激振对象的激励上,在激振时最好让激振器壳体在空间基本上保持静止； 在高频激振时，往往用弹簧将激振器悬挂起来，降低安装的自然频率，使之低于激振频率的1／3； 在低频激振时，则将激振器的基座与静止的地基刚性相连，使安装的自然频率高于激振频率3倍以上。 激振器安装原则： 3.2 激振器 高频激振 低频激振 3.2 激振器 （二）电磁式激振器 电磁激振器是非接触式的，没有附加质量和刚度的影响，频率上限约为500-800Hz。 激振器是由通入线圈中的交变电流产生交变磁场，而被测对象作为衔铁，在交变磁场作用下产生振动。 3.2 激振器 由于在电磁铁与衔铁之间的作用力F(t)只会是吸力，而无斥力，为了