［新版］振动测量原理.ppt

(3)z01相对于载体的振动加速度，此时相当于测振仪处于加速度计的工作状态下。此时幅频特性和相频特性分别为: ? （5.9） (5.10) 其幅频特性曲线和相频特性曲线分别如图5.7和 图5.5所示。 ..。.. * 从图5.4~图5.7可以看出： ① 测振仪在不同工作状态下，其有效工作区域是不相同的。 在位移计状态下，其工作条件为1，即工作在过谐振区。 对于加速度计来说，其工作条件为1，即工作在亚谐振区。 对于速度计来说，则要求其工作在=1，即谐振区附近。 ..。.. * ② 阻尼比的取值对测振仪幅频特性和相频特性都有较大的影响。 对位移计和加速度计而言，当取值在0.6~0.8范围内时，幅频特性曲线有最宽广而平坦的曲线段，此时，相频特性曲线在很宽的范围内也几乎是直线。 对于速度计而言，则是阻尼比越大，可测量的频率范围越宽，因此，在选用速度计测量振动速度的响应时，往往使其在很大的过阻尼状态下工作。 ..。.. * (2) 激振器 激振器是对试件施加某种预定要求的激振力，使试件受到可控的、按预定要求振动的装置。为了减少激振器质量对被测系统的影响，应尽量使激振器体积小、重量轻。表5.3列举了部分常用的激振器。 ..。.. * 名称 工作原理 适用范围及优缺点 永磁式电 动激振器 装置于永磁体磁场中的驱动线圈与支承部件固联，线圈通电产生电动力驱动固联于支承部件的试件产生周期性正弦波振动 频率范围宽，振动波形好，操作调节方便 励磁式电 动振动台 利用直流励磁线圈来形成磁场，将置于磁场气隙中的线圈与振动台体相连，线圈通电产生电动力使振动台体作机械振动 频率范围宽、激振力大、振动波形好，设备结构较复杂 电磁式 激振器 交变电流通至电磁铁的激振线圈，产生周期性的交变吸力，作为激振力 用于非接触激振，频率范围宽、设备简单，振动波形差，激振力难控制 电液式 激振器 用小型电动式激振器带动液压伺服油阀以控制油缸，油缸驱动台面产生周期性正弦波振动 激振力大，频率较低，台面负载大，易于自控和多台激振，设备复杂 表5.3 部分常用的激振设备 ..。.. * (3) 振动分析仪器 从拾振器检测到的振动信号和从激振点检测到的力信号需经过适当的分析处理，以提取出各种有用的信息。目前常见的振动分析仪器有测振仪、频率分析仪、FFT分析仪和虚似频谱分析仪等。 1.测振仪 测振仪是用来直接指示位移、速度、加速度等振动量的峰值、峰一峰值、平均值或均方值的仪器。 2.频率分析仪 模拟量频谱分析仪目前仍是振动测量较常用的分析设备。振动信号转换成电信号后，经中间变换电路输入频率分析仪，手控或自动扫描就可完成所需频带的频谱分析。 ..。.. * 3.FFT分析仪 随着计算机技术和数字信号处理技术的发展，用数学技术处理振动测量信号的方式已广泛被采用。以微处理器为核心和以快速傅里叶变换（FFT）算法为基础的数字分析仪，精度高、动态范围大、功能多、性能稳定、抗干扰能力强。 4.虚拟频谱分析仪 虚拟仪器的核心是具备各种功能的软件系统，通常包括计算机图形软件，数据处理软件和显示测量结果的测试系统软件等。当然也包括少量的仪器硬件（例如数据采集硬件）以及将计算机与仪器硬件相连的总线结构等。和传统的FFT分析仪相比，具有频谱分析功能的虚拟仪器可以更加灵活地选择窗口，采样速率和频谱二进制数，且价格低，技术更新快，具有灵活的开放功能等。 ..。.. * 5.2 振动参量的测量 振动参量是指振幅、频率、相位角和阻尼比等物理量。 1. 振幅的测量 振动量的幅值是时间的函数，常用峰值、峰峰值、有效值和平均绝对值来表示。峰值是从振动波形的基线位置到波峰的距离，峰峰值是正峰值到负峰值之间的距离。 ..。.. * 在考虑时间过程时常用有效（均方根）值和平均绝对值表示。有效值和平均绝对值分别定义为: Z有效 = Zrms = （5.11） Z平均 = Z = （5.12） 对于谐振动而言，峰值、有效值和平均绝对值之间的关系为: