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加速度传感器振动测量实验指导书

一.实验目的

1.通过本实验了解并掌握机械振动信号测量的基本方法。

二.实验原理

1.振动测量原理

机械在运动时，由于旋转件的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各向异性、间隙、润滑不

良、支撑松动等因素，总是伴随着各种振动。

机械振动在大多数情况下是有害的，振动往往会降低机器性能，破坏其正常工作，缩短使用

寿命，甚至导致事故。机械振动还伴随着同频率的噪声，恶化环境，危害健康。另一方面，振动

也被利用来完成有益的工作，如运输、夯实、清洗、粉碎、脱水等。这时必须正确选择振动参数，

充分发挥振动机械的性能。

在现代企业管理制度中，除了对各种机械设备提出低振动和低噪声要求外，还需随时对机器

的运行状况进行监测、分析、诊断，对工作环境进行控制。为了提高机械结构的抗振性能，有必

要进行机械结构的振动分析和振动设计。这些都离不开振动测试。

振动测试包括两种方式：一是测量机械或结构在工作状态下的振动，如振动位移、速度、加

速度、频率和相位等，了解被测对象的振动状态，评定等级和寻找振源，对设备进行监测、分析、

诊断和预测。二是对机械设备或结构施加某种激励，测量其受迫振动，以便求得被测对象的振动

力学参量或动态性能，如固有频率、阻尼、刚度、频率响应和模态等。

振动的幅值、频率和相位是振动的三个基本参数，称为振动三要素。

幅值：幅值是振动强度的标志，它可以用峰值、有效值、平均值等方法来表示。

频率：不同的频率成分反映系统内不同的振源。通过频谱分析可以确定主要频率成分及其幅

值大小，从而寻找振源，采取相应的措施。

相位：振动信号的相位信息十分重要，如利用相位关系确定共振点、测量振型、旋转件动平

衡、有源振动控制、降噪等。对于复杂振动的波形分析，各谐波的相位关系是不可缺少的。

在振动测量时，应合理选择测量参数，如振动位移是研究强度和变形的重要依据；振动加速

度与作用力或载荷成正比，是研究动力强度和疲劳的重要依据；振动速度决定了噪声的高低，人

对机械振动的敏感程度在很大频率范围内是由速度决定的。速度又与能量和功率有关，并决定动

量的大小。

2.YD-37加速度传感器简介

压电传感器的力学模型可简化为一个单自由度质量-弹簧系统。根据压电效应的原理，当晶

体上受到振动作用力后，将产生电荷量，该电荷量与作用力成正比，这就是压电传感器完成机电

转换的工作原理。

压电式加速度传感器在振动测试领域中应用广泛，可以测量各种环境中的振动量。

三.实验仪器和设备

1.计算机n台

2.DRVI快速可重组虚拟仪器平台1套

3.加速度传感器（YD-37）1套

4.加速度传感器变送器（LBS-12-A）1台

5.蓝津数据采集仪（LDAQ-EPP2）1台

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6.开关电源（LDY-A）1套

7.5芯对等线1条

8.振动实验台（LZD-A）1套

四.实验步骤及内容

1.振动测量实验结构如图1所示，将加速度传感器通过配套的磁座吸附在振动实验台底座

上，然后将其输出端和变送器的输入端相连，变送器的输出端通过一根带五芯航空插头的电缆和

数据采集仪3通道连接。

图1振动测量结构示意图

2.启动服务器，运行DRV