加速度测量压电加速度传感器-山东英才学院.ppt

第七章 振动的测试 7.2 单自由度系统的受迫振动 一、惯性式测振传感器的力学模型与特性分析 1、质量块受力所引起的受迫振动 由基础激励引起的速度响应图 测振仪在不同工作状态下，其有效工作区域是不相同的。 位移传感器的工作范围在频率 的区域。 加速度传感器的工作范围在频率 的区域。 第一种速度传感器的工作范围在频率 的区域。 第二种速度传感器的工作范围在频率 的区域。 为了完成测试任务，测试系统包括下述三个主要部分： 激励部分 实现对被测系统的激励（输入），使系统发生振动。它主要由激励信号源、功率放大器和激振器组成。 拾振部分 检测并放大被测系统的输入、输出信号，并将信号转换成一定的形式（通常为电信号）。它主要由传感器、放大器组成。 分析记录部分 将拾振部分传来的信号记录下来供分析处理并记下处理结果。它主要由各种记录设备和频谱分析设备组成。 7.3 振动测量传感器 一、涡流位移传感器 非接触测量结构简单，测量动态范围大；可测振幅范围为几十微米到几毫米；频率范围为DC～20ＫHz。 。 不受油污等介质的影响，抗干扰能力强。 灵敏度与被测对象的电导率和导磁率有关。 适用旋转轴的径向和轴向振动测量。 轴振动的测点布置 二、电容传感器 三、磁电速度传感器 四、压电加速度传感器 五、阻抗头 装在激振器顶杆和试件之间。 前端是力传感器； 后面为测量激振点响应的加速度计。 ? 7.4 激振试验设备及激振信号简介 对激振设备要求 为被测系统提供输入能量，使之发生振动。 交变力 要求的频率范围； 波形良好； 幅值足够和稳定 一、激振设备 （1）振动台 （2）激振器 （3）力锤 由锤体、手柄和可以调换的锤头和配重组成，锤体和锤头之间装有一个力传感器，以测量被测系统所受锤击力的大小。 锤击力大小由锤击质量和锤击被测系统时的运动速度决定的。 激励的频率范围由接触表面刚度决定，锤头材料越硬则脉冲的持续时间越短，上限频率fe越高。 二、常用激振信号 1、稳态正弦激励方法 激励信号是一个具有稳定幅值和频率的正弦信号，测出激励大小（激振力大小）和响应大小，便可求出系统在该频率点处的频率响应的大小。 激励系统一般由正弦信号发生器、功率放大器（恒流输出）和激振器组成； 测量系统由跟踪滤波器、峰值电压表和相位计组成。 2、瞬态激励 激励信号是一种瞬态信号，它属于一种宽频带激励，即一次同时给系统提供频带内各个频率成份的能量，使系统产生相应频带内的频率响应。 一种快速测试方法。常在生产现场使用。 常用的瞬态激励方法有 快速正弦扫描 脉冲锤击 阶跃松弛激励 （1）快速正弦扫描激励 正弦激励信号在所需的频率范围内作快速扫描(在数秒钟内完成)，激振信号频率在扫描周期T内成线性增加，而幅值保持恒定。 扫描信号的频谱曲线几乎是一根平坦的曲线，从而能达到宽频带激励的目的。 （3）阶跃松驰激励 特点：由于阶跃函数的导数是脉冲函数，阶跃函数引起的响应的导数是脉冲响应函数，所以这种方法也是一种宽频带激励方法。 实现：在实际应用中，常常是用一根刚度很大质量很轻的张力弦通过力传感器对系统预加载，然后突然切断张力弦。 3、随机激励 （1）白噪声激励 理想的纯随机信号是具有高斯分布的白噪声，它在整个时间历程上是随机的，不具有周期性，在频率域上它是一条几乎平坦的直线。 （2）伪随机激励 伪随机信号是一种有周期性的随机信号，它在一个周期内的信号是纯随机的，但各个周期内的信号是完全相同的。这种方法的优点在于试验的可重复性。 将白噪声在T内截断，然后按周期T反复重复，即形成伪随机信号。 频率响应函数测量系统 二、测试系统的标定 快速正弦扫描信号及其频谱 （2）脉冲锤击激励 脉冲锤对被测系统进行敲击，给系统施加一个脉冲力，使之发生振动。由于锤击力脉冲在一定频率范围内具有平坦的频谱曲线，所以它是一种宽频带的快速激励方法。 敲击力及其频谱 实际白噪声的自谱 伪随机信号及其功率谱 激振器 功放 信号发生器 动态信号分析仪 电荷放大器 加速度计 柔性杆 力传感器 被测试件 显示设备 7.5振动测量系统及其标定 一、振动测量系统的组成 加速度传感器的校准 加速度校准仪 加速度传感器 电荷放大器 毫伏表 读数显微镜 频率计 振动控制台 1、绝对法 测振幅 读数显微镜 激