振动测试系统

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1、第四章 振动测试系统，什么是振动，振动的危害，振动的应用，振动测试包括获得固有频率、阻尼、相位和模态等被测对象的振动力学参数或动态性能，振动位移、速度、加速度、频率和相位，1)了解被测对象的振动状态 (2)评价等级 (3)寻找振源 （4）监测、分析、诊断和预测，对机械设备或结构增加一定的激励，测量其强制振动、振动系统机械模型三要素：质量、弹性和阻尼、振动三要素（信号三要素） 振幅值、频率、相位、振幅值：振动强度的标志。表示方法：单峰值、有效值、平均值等。表示：单峰值、有效值、平均值等。 频率：周期倒数。可通过频谱分析确定主要频率成分及其幅值，从而找到振源，采集。

2、取措施。 相位：振动信号的相位信息非常重要，4.1 振动的基本知识，4.2 4.测振传感器.2.1 压电加速度传感器、压缩型、环形剪切型、三角剪切型、底座、压电片、弹簧、质量快、压电加速度传感器为惯性（绝对）振动测量传感器，可简化为右图所示的力学模型，1。惯性传感器的力学模型，传感器输入： 被测振动件的振动位移x1 传感器输出： 与壳体相比，质量块的相对位移x假设质量块的机械表达式为01，X0是绝对位移，2，惯性位移传感器的正确响应条件，1) ，一般取 ，即传感器惯性系统的固有频率远低于被测振动的下限频率 ， 接近水平直线，无振幅畸变，2)选择适当的阻尼，可以。

3、抑制 共振峰，扩大范围频率特性平坦部分，扩大下限频率，最佳阻尼，3，惯性加速度传感器的正确响应条件，惯性加速度传感器质量块的相对位移与被测振动的加速度成正比，因此质量块的位移可以反映被测振动加速度的大小。加速度传感器的振幅频特性为，2)选择适当的阻尼，可以很好 为了扩大测量上限频率，一般采用共振峰的振幅频特性，1) ，一般取 ，即 ，此时， 惯性加速度传感器的正确响应条件、零频特性、高频测量：冲击、瞬态、随机振动 低频测量：地震，大，压电加速度传感器的振幅特性曲线，4.惯性速度传感器的正确响应条件，惯性速度传感器质量块的相对位移。

4.与被测振动的速度成正比，因此质量块的位移量可以用来反映被测振动的速度。速度传感器的振幅频率特性是，为了使惯性速度传感器的输出能够正确反映被测振动的速度，必须满足以下条件。由于惯性速度传感器的有用频率范围很小，很少用于工程实践，4.2.3 磁电式速度传感器,工作原理电磁感应原理,1)磁电式相对速度传感器,测杆的跟随条件,弹簧的预压缩量,相对传感器只能在一定的频率和振幅范围内工作，4.2.4 涡流式位移传感器,工作原理,属于非接触式传感器,利用金属体在交变磁场中的涡电流效应,传感器以通有高频交流电流的线圈为主要测量元件。当载流线圈靠近被测导体试件的表面时，通过导体的磁通量随时间变化。

在导体表面感应涡流。电涡流产生的磁通量再次穿过线圈，导致线圈自感或线圈阻抗的变化。当测量位移发生变化时，线圈与金属板的距离发生变化，导致线圈阻抗的变化，通过测量电路转换为电压输出，结构简单 线性度好 灵敏度高 宽频率范围(010kHz) 抗干扰能力强 不受油污等介质的影响 非接触测量，测量静态位移 测量旋转轴系统的振动、轴向位移、速度等 广泛应用于工况监测和故障诊断，4.3 振动测试系统，4.3.1 振动测试的基本方法，1。在振幅测量和机械振动测量中，有时不需要测量振动信号的时间曲线，只需要测量振动信号的振幅值，即振动位移、速度和加速度信号的有效性。

6、值，有时包括峰值测量，机械工程中最常用的压电加速度计和磁电度计作为振动传感器测量机械振动，2、振动频率和相位测量，1）简谐振动频率测量，简谐振动频率测量方法有图形比较法、直读法、频谱分析法等，频谱分析法： 用快速傅里叶变换(FFT)的方法，将振动时域信号转换为频域中的频谱，从而从频谱中测量振动频率。2)同频简谐振动相位差、线性扫描法、椭圆法、相位计直接测量法、频谱分析法等的测量。3.机械系统的固有频率、固有频率和共振频率与系统的初始条件无关。在系统受迫激励振动过程中，与系统本身的质量(或旋转惯量)和刚度有关。

7.当激振频率达到特定值时，振幅值达到极大值的现象称为共振。共振激励频率称为共振频率、加速共振频率、速度共振频率、位移共振频率，注：在阻尼条件下，只有速度共振，测量速度共振频率为系统无阻尼固有频率，固有频率测量方法：共振频率法、敲击法、4、相对阻尼系数测量，一般可采用自由振动衰减法、半功率点法和共振法，1）自由振动衰减法，阻尼单自由度系统自由振动，对数衰减比 小时，又因为，p124,2)半功率点法,见书p26,4.3.2 振动测量系统的定度和校准，1）绝对校准法，绝对校准法是通过直接测量振动振幅，将校准传感器放置在精密振动平台上进行振动。

8.传感器的特性参数是通过频率和传感器的输出功率来确定的。2)比较校准法和校准法是将校准传感器与标准传感器进行比较。校准时，校准传感器和标准传感器安装在标准振动平台上，使其承受相同的振动，然后准确测量其输出功率。校准传感器的灵敏度由以下公式计算。该方法准确性的关键在于背靠背安装方法，4.3.3.测试方案的制定和测试系统的选择，1)测试方案的制定，研究和解决问题的性质和要求； 测量对象的情况（如尺寸、质量和频率等）、试件或激振器的安装方法（弹性支撑或刚性固定）、夹具和激振推力杆的传递依赖性等； 测量要求、振动类型、频率范围、振动等级和环境条件、传感器安装方法及其质量对振动的影响； 分析研究或监测要求； 整个测试方案，2)测试系统的选择，性能稳定可靠； 对环境有足够的测试精度和适应性； 足够的动态特性和抗干扰能力； 信号数据的多样性和处理功能； 测试(或监测)任务应完成测试数据的长期存储和各种低功耗电源的供电，对传感器、放大器、显示统，包括传感器、放大器、显示器、记录器和分析仪。