WERIDA_振动测试基础
(2) 第1章振动测试的基本知识
1.2.2 有阻尼的自由衰减振动的测试 参数 m cx kx 0 x
解得x(t )
Ae
nt
sin( p n t
2 n 2
Ae Ae
nt nt
sin( Pd t sin( 2f d t
A–位移振幅，C–阻尼系数，n–衰减系数 (2n c / m)
例：
电测法 宽（大、中、小量程均有） 宽（大、中、小量程均有） 规格型号多 需要 中、小（Kistler 公司 1mm 注塑监控用力传感器） 高、中、低均有 高、中、低档均有 接触式、需考虑温度、湿 度、腐蚀及电磁干扰等影 响 伺服式加速度计 压电式加速度计 惯性式速度计 角位移计
传感器生产 商：
VdB 20 log x dB
式中：a1，v1，x1是指测量得到的有效值（或峰 值） a2，v2，x2是指某一参考值（一般取
a2=10-2mm/s2，v2=10-5mm/s，x2=10-8mm;
x1 20 log dB x2
或者取为1)
例如：声级计的p2=20μpa 有的仪表1mv 0dB 或者 1v 0dB 某放大器的增益为40dB，表示输入信号的 幅值是输入信号幅值的100倍。 这种所谓的分贝标尺起到了将大范围的变 化加以等精度压缩的作用。
| X ( f ) |与 f )都是频率 f 的实函数 | X ( f ) |—幅频曲线
f ) —相频曲线 根据振动信号的频谱，可以判断振动系统 的动力学特性。
1.3 振动测试方法及分类
机械法 — 适用被测振动频率较低、振幅
较大和精度不高的场合。
测试方法 光学法 — 可实现无接触测量，但只能作 相对测试，故需良好隔振。 电测法 — 是瞬态、冲击和随机振动等复 杂参数的唯一测试手段。
2第1章振动测试的基本知识
相对测试，故需良好隔振。
电测法 — 是瞬态、冲击和随机振动等复
杂参数的唯一测试手段。
绝对式 — 选惯性空间（大地）作
振动测试参考坐标
测量时的参考坐标
相对式 — 选空间动点或不动点作
测量时的参考坐标
? 机械法：杠杆（相 对式接触式）或惯 性原理（绝对式接 触式）接收并记录 振动的方法。
测量范围： 频率范围： 供电电源： 体积： 灵敏度： 价格： 测试环境： 例：
只能通过振动测试测出。
可测得周期 Td ?
fd
?
1 Td
? =ln Ai = 1 ln A1
Ai?1 i Ai?1
?
n? Td
? ? n = 1 ln A1 ? 2? i Ai?1
1.2.3 复杂周期振动的测试参数
x(t) ? x(t ? kT)
? 1 ? 2? / T
用Ｆｏｕｒｅｒ级数展开：
?
解得x(t) ? Ae? nt sin( pn2 ? n2t ? ? ? ? Ae?nt sin(Pdt ? ? ? ? Ae?nt sin(2?fdt ? ? ?
A–位移振幅， C–阻尼系数， n–衰减系数 (2 n ? c / m)
Pn–无阻尼时固有频率（ Pn ?
k）
m
衰减系数或阻尼系数是一个重要特征值，且
?
2
c0 ? a 0
cn ?
a
2 n
?
bn2
?
n
?
arctg
bn an
c差
ω1 —基频
1.2.4 准周期振动的测试参数
两个或两个以上的无关联的周期性振动的（各 频率之比不为有理数）混合，称为准周期 性振动。
振动试验标准
振动试验标准振动试验是一种广泛应用于工程领域的试验方法，它可以评估产品在振动环境下的性能和可靠性。
振动试验可以帮助工程师确定产品的结构强度、耐久性和稳定性，从而对产品进行改进和优化。
在进行振动试验时，必须遵循一定的试验标准，以确保试验结果的准确性和可靠性。
本文将介绍振动试验标准的相关内容，以便工程师们在进行振动试验时能够遵循正确的标准和流程。
首先，振动试验标准应包括试验前的准备工作、试验过程中的操作规程以及试验后的数据处理和分析方法。
试验前的准备工作包括确定试验的目的和要求、选择合适的试验设备和仪器、制定试验方案和流程等。
在进行试验过程中，操作人员应严格按照标准规定的操作程序进行，确保试验过程的准确性和可重复性。
试验后的数据处理和分析方法应符合相关的标准要求，以确保试验结果的可靠性和科学性。
其次，振动试验标准应涵盖试验设备和仪器的选用、试验条件的设定、振动激励的方式和参数、试验过程中的监测和记录等方面的内容。
试验设备和仪器的选用应符合相关的标准和规范要求，以确保试验设备和仪器的性能和精度满足试验的要求。
试验条件的设定应考虑产品的使用环境和实际工况，以确保试验条件的真实性和可靠性。
振动激励的方式和参数应根据产品的特性和试验的要求进行选择和确定，以确保试验激励的准确性和有效性。
试验过程中的监测和记录应符合相关的标准要求，以确保试验数据的准确性和可靠性。
最后，振动试验标准应包括试验结果的评定和报告的编制。
试验结果的评定应根据相关的标准和规范要求，对试验结果进行科学和客观的评定，以确保评定结果的准确性和可靠性。
报告的编制应符合相关的标准要求，报告内容应完整、准确、清晰，以确保报告的科学性和可读性。
总之，振动试验标准对于工程领域的产品研发和工程设计具有重要的意义。
只有严格遵循振动试验标准，才能够获得准确、可靠的试验结果，为产品的改进和优化提供科学依据。
希望工程师们能够重视振动试验标准的遵循和执行，提高产品的质量和可靠性，推动工程技术的进步和发展。
振动试验标准
振动试验标准振动试验是一种常见的测试方法，用于评估产品在运输、使用或储存过程中所受的振动环境。
振动试验标准是为了确保测试的准确性和可比性而制定的规范，它们包括了试验设备、试验方法、试验条件等方面的要求。
本文将介绍振动试验标准的相关内容，希望能对您有所帮助。
首先，振动试验标准的制定是为了保证产品在实际使用中能够正常工作，而不受到振动环境的影响。
这些标准通常由国际、国家或行业组织制定，并在相关领域得到广泛应用。
在进行振动试验时，必须严格按照相关标准的要求进行，以确保测试结果的准确性和可靠性。
其次，振动试验标准通常包括了试验设备的要求。
试验设备是进行振动试验的关键工具，其性能和精度直接影响到试验结果的可靠性。
因此，标准通常会对试验设备的技术指标、校准要求、维护要求等方面进行详细规定，以确保试验设备的正常运行和测试的准确性。
另外，振动试验标准还包括了试验方法和试验条件的要求。
试验方法是指进行振动试验时所采用的具体操作步骤和技术要求，而试验条件则是指试验过程中所施加的振动载荷、频率范围、持续时间等参数。
这些要求旨在确保试验的可重复性和可比性，以便不同实验室或不同时间进行的试验结果能够相互比较和验证。
此外，振动试验标准还对试验结果的评定和报告要求进行了规定。
试验结果的评定是指根据试验数据对产品的振动性能进行评价，以确定产品是否符合相关的振动要求。
而试验报告则是对试验过程和结果进行书面记录和总结，以便他人能够了解试验的过程和结果，从而进行进一步的分析和应用。
最后，振动试验标准的制定和应用对于保障产品的质量和可靠性具有重要意义。
通过严格遵守相关标准的要求，可以确保产品在实际使用中不受振动环境的影响，从而提高产品的可靠性和使用寿命。
因此，我们应该重视振动试验标准的制定和应用，以确保产品在设计、生产和使用过程中能够满足相关的振动要求。
总之，振动试验标准是保证产品在振动环境下能够正常工作的重要保障。
通过严格遵守相关标准的要求，可以确保试验结果的准确性和可比性，从而保证产品的质量和可靠性。
震动测试标准
震动测试标准在现代科技和工程领域中，震动测试是一个至关重要的环节。
无论是汽车、航空航天器、电子设备还是建筑结构，都需要经过严格的震动测试来确保其安全性和可靠性。
因此，制定一套科学合理的震动测试标准显得尤为重要。
首先，震动测试标准需要明确定义测试的目的和范围。
在实际应用中，震动测试可能涉及到不同的行业和领域，因此需要根据具体情况明确测试的目的，是为了评估产品的可靠性，还是为了验证其性能参数。
同时，还需要确定测试的范围，包括测试的频率范围、振幅范围、测试时间等。
其次，震动测试标准需要规定测试的方法和步骤。
在进行震动测试时，需要选择合适的测试方法，比如采用机械振动台进行振动测试，或者采用冲击试验机进行冲击测试。
同时，还需要规定测试的步骤，包括测试前的准备工作、测试过程中的参数设置、测试后的数据处理等。
另外，震动测试标准还需要规定测试过程中的环境条件。
环境条件对于测试结果有着重要的影响，比如温度、湿度、气压等因素都可能影响产品的振动性能。
因此，需要在测试标准中明确规定测试环境的要求，保证测试结果的准确性和可比性。
此外，震动测试标准还需要规定测试结果的评定标准。
在测试完成后，需要对测试数据进行分析和评定，判断产品是否符合要求。
因此，需要在测试标准中规定评定标准，明确合格和不合格的判定标准，确保测试结果的可靠性和准确性。
最后，震动测试标准还需要规定测试报告的内容和格式。
测试报告是测试结果的正式记录，也是产品是否符合要求的证明。
因此，需要在测试标准中规定测试报告的内容和格式要求，确保测试报告的完整性和可读性。
综上所述，制定一套科学合理的震动测试标准对于确保产品的安全性和可靠性至关重要。
通过明确定义测试的目的和范围、规定测试的方法和步骤、规定测试过程中的环境条件、规定测试结果的评定标准以及规定测试报告的内容和格式，可以确保震动测试的准确性和可靠性，为产品的设计和生产提供有力的保障。
振动测试技术基础培训
航空航天工程应用
• 神州飞船
航天
• 飞机整机强度试验、模态
试验
• 飞机发动机试验、整机测 试、动部件测试等
• 火箭发动机点火试验
• 卫星地面试验
旋转设备状态监测
• 在电力、冶金、石化、化工等流程工业中，生产线上设备运行状态关 系到整个生产线流程。通常建立状态（定期或在线）监测系统。
石化企业输 油管道、储 油罐等压力 容器的破损 和泄露检测。
2 响应特性
传感器的响应特性是指在所测频率范围 内，保持不失真的测量条件。
实际上传感器的响应总不可避免地有一 定延迟，但总希望延迟的时间越短越好。
3 线性范围
任何传感器都有一定线性工作范围。在 线性范围内输出与输入成比例关系，线性范 围愈宽，则表明传感器的工作量程愈大。传 感器工作在线性区域内，是保证测量精度的 基本条件。
4R
金属丝应变片： dR (1 2 )
R
V与应变成线性关系，可以用电桥测量电压测量应变
电桥的接法：
单臂
半桥
全桥
动手做：
1. 自己动手在等强度梁上粘 贴应变片。
2. 使用应变测试系统测试等 强度梁应变值。
电涡流位移传感器
原理:涡流效应
产品：
电涡流转速传感器
磁电式速度传感器
1.变换原理:
• 在一定的应力范围（弹性形变）内， 材料的应力与应变量成正比，它们的 比例常数称为弹性模量或弹性系数 。
• 胡克定律（弹性定律）
传感器基础—被测物理量
• 振动位移：就是质量块运动 的总的距离，也就是说当质 量块振动时，位移就是质量 块上、下运动有多远。
• 位移的单位可以用µm 表示。 • 进一步可以从振动位移的时
最新振动和振动测试的基本知识讲义
本章内容
简谐振动三要素 振动的时域参数 频谱分析 振动测量的框图 传感器的选用 涡流位移传感器 磁电速度传感器 压电加速度传感器
旋转机械振动测量的 几个特殊问题 相位的测量 基频检测 波德图和极坐标图 三维频谱图 轴心轨迹图 轴心位置图 振摆信号来源及其补偿
振动的时域参数
发生了油膜振荡。
监测轴心位置有助于发 现机器的故障。
振摆信号及其来源
摆振信号是周期信 号，以轴的转速频 率为基频。在机器 慢速转动时测得。
Hale Waihona Puke 机械方面的原因：不同心度
基频型
永久性弯曲 基频型
椭圆度
2X基频型
不圆及其他缺陷
基频及非基频型
电磁方面的原因： 剩磁 基频及非基频型 轴材质不均匀
基频及非基频型
残余应力：
波德图和极坐标图的绘制
基频检测是跟踪转速的滤波，得到基频的幅值和相位。 基频检测可用专用仪器实现，也可以用通用计算机完成。
波德图和极坐标图
波德图(Bode Plot)和极坐标图(Polar Plot)两者所含信息相同， 都表示基频振动的幅值和相位随机器转速的变化规律。
三维频谱图 Cascade
振动测试的框图
状态监测情况下，无需激励环节。
A/D变换+计算机+外设
分析和检测可以用计算机及其外部设备来完成。
磁电速度传感器
接收形式：惯性式 变换形式：磁电效应 典型频率范围：10Hz~1000Hz 典型线性范围：0~2mm 典型灵敏度 ：20mV/mm/s
测量非转动部件的绝 对振动的速度。
不适于测量瞬态振动 和很快的变速过程。
三维频谱图是 频谱的集合。
振动测量的基础知识
振动测量的基础知识振动测量顾名思义，是检测振动变化量的一项测量技术。
它有三个关键指标：位移，速度，加速度。
而振测仪就是测定振动的物理量的仪器。
振动三个关键指标一般用mm、mm/s、mm/(s^2)单位表示。
振动位移（mm）：一般低转速机械的振动评定；1丝=10um，7丝就是70um，为振动位移值。
振动速度（mm/s）：振动烈度，一般中速转动机械的振动评定；用10~1KHz范围内的均方根值。
振动加速度（mm/（s^2））：一般用于高速转动机械的振动评定。
其中：mm/s，并不是mm和s去和设备转动中的位移和时间挂钩，只是速度的单位，说的是转动造成的设备振动速度的大小。
同样的mm/(s^2)说的是振动的加速度的大小。
工程实用的速度是速度的有效值，表征的是振动的能量，加速度是用的峰值，表征振动中冲击力的大小一般采用振动速度：mm/s，一般读取的值是最大值，因为只有最大值才是需要控制的值。
振动测量需要关注哪些方面？除了三个关键指标，我们也需要关注幅值范围，接何种传感器、振动的量程、频率、轴承范围、环境条件（测温）以及操作是否简单等。
不同的机械设备有不同的振动测量标准，应根据不同的振测仪器，按要求进行测量。
振动测量方式及主要应用领域有哪些？目前在工业领域，振动测量一般分在线测量和离线测量；测振的机械类别可分为：滚动轴承类设备，滑动轴承类设备。
可以说，几乎所有的机械设备场合都可以用。
设备噪声的测量、铁路测量、医疗方面、建筑测量以及检测地震等。
振动测量所需用到的测量仪器，何如分类？除了满足一般振动测量的测量仪，市面上还有多功能振动测量仪（一种新型的机器检测仪器，具备振动监测、轴承状态分析和红外线温度测量功能）。
而相关的有频闪仪，振动点检仪。
通常会按以下方式分类：1按外形分：一体式测振仪、分体式测振仪、无线测振仪；2按操作系统分：普通测振仪、WINCE测振仪、安卓测振仪；3按是否有频谱功能分：普通测振仪、振动分析仪；4按测量通道分：单通道、双通道、多通道；5按测量频率分：普通测振仪、低频测振仪、高频测振仪测量时应注意设备运行工况举例如下：在测量离心泵、混流泵、轴流泵等叶片泵的振动时，应在规定转速(允许偏差±5%)以及允许用到的小流量、规定流量、大流量三个工况点上进行测量。
振动测量基础知识
基本概念和理论
• • • • • • 振动及其根源 质量、弹性和阻尼 正弦波 幅值、频率和相位 随机振动和冲击 时域和频域 • • • • 位移、速度和加速度 固有频率和共振 机械阻抗 临界转速
什么是振动
• 振动－系统对激励的响应 F • 系统－ 机器 结构 SYSTEM 管道 流体，气体 以上的结合 • 激励－引起系统运动的力作用或扰动 • 响应－所有力作用于系统上产生的运动 有的振动是有用的 任何机器都产生振动 V
不平衡的相位表现
比较转子两端轴承座上水平和垂直相位差，确认不平衡 1XRPM振动幅值肯定是较高的，并且在两个轴承座上水平方向的振 动相位差等于垂直方向的振动相位差（±30°）。这说明，转子 的运动状态在水平方向和垂直方向是相同的，否则，其主要问题 可能就不会是不平衡问题了。
松动问题的相位表现
有些机械松动问题，通过振动相位测量是可以发现的，已经可 靠紧固的机械部件应该是与其它部件间同步运动，在各个零部件之 间不应该存在显著的幅值和相位的变化，如果在相互配合的零部件 之间存在振动幅值和相位的变化，那么机械松动问题的存在是值得 怀疑的。
• 推荐应用在振源频率超 过5000Hz以上，如齿轮 啮合频率、电机笼条通 过频率、叶片通过频率 等，这些振源在很多情 况下会产生多阶谐频
水平安装转动机械振动 加速度/速度等级图表
振动速度幅值直接与机 器的状态有关
振动速度在10-2000Hz频 率范围内不存在对频率 的依赖关系。振源频率 范围5-5000Hz时，一般 选择测量振动速度 一台转速为1800 RPM的 机器，7.6mm/s的振动与 另一台转速为10000 RPM，振动也为 7.6mm/s的机器，具有同 样的振动损坏程度。
振动测量的主要内容
振动测量的主要内容振动测量是一种广泛应用于各个领域的技术，用于检测和分析物体的振动行为。
它在工程、科学、医学等领域中都有着重要的应用，可以帮助人们了解物体的动态特性和结构健康状况。
以下是关于振动测量的主要内容的详细介绍。
一、振动的基本概念1. 振动的定义：振动是物体围绕平衡位置来回运动的现象，包括周期、频率、幅值和相位等基本概念。
2. 振动的分类：振动可以分为自由振动和受迫振动，自由振动是物体在没有外力作用下的振动，受迫振动是外力作用下的振动。
3. 振动的参数：描述振动行为的参数包括振幅、频率、周期、相位等，这些参数对于振动测量非常重要。
二、振动传感器1. 加速度传感器：加速度传感器是最常用的振动传感器之一，它可以测量物体在某一方向上的加速度，并通过积分得到速度和位移信息。
2. 速度传感器：速度传感器用于测量物体的振动速度，它可以直接测量速度而无需进行积分运算。
3. 位移传感器：位移传感器可以直接测量物体的振动位移，常用的位移传感器包括电感式传感器、光电传感器等。
4. 压电传感器：压电传感器利用压电效应将振动转化为电信号，常用于高频振动测量。
三、振动测量方法1. 时域分析：时域分析是最基本的振动分析方法，通过记录振动信号的时间历程，可以获取振动信号的幅值、频率、周期等信息。
2. 频域分析：频域分析是将振动信号从时域转换到频域的方法，常用的频域分析方法包括傅里叶变换、功率谱密度分析等，可以得到振动信号的频率成分和能量分布情况。
3. 阶次分析：阶次分析是将振动信号从时间域转换到转速域的方法，可以分析旋转机械系统中的振动特性，如齿轮啮合频率、轴承故障频率等。
4. 模态分析：模态分析用于研究结构振动的固有特性，可以确定结构的固有频率、振型等信息，常用的方法有模态测试和有限元模态分析等。
四、振动测量应用1. 结构健康监测：振动测量可以用于结构健康监测，通过对建筑物、桥梁、飞机等结构的振动进行监测和分析，可以及早发现结构的损伤和故障。
振动测量分析基础知识
振动测量分析基础知识振动测量分析是指对物体振动特性进行测量和分析的过程，常用于工程领域的振动分析、故障诊断和结构健康监测。
在进行振动测量分析时，需要掌握一些基础知识，包括振动的基本概念、振动测量的方法、振动信号的分析与处理等。
一、振动的基本概念1.振动：物体围绕其中一位置或平衡位置作往复或周期性运动的现象。
2.振动的主要参数：振幅、周期、频率、相位和相位差。
3.振动的分类：自由振动和受迫振动，以及简谐振动和非简谐振动。
二、振动测量的方法1.直接法：通过直接接触目标物体或其附近的测点，使用传感器实时测量振动信号。
常用的传感器有加速度计、位移传感器和速度计等。
2.非接触法：通过无线传感技术、光学传感技术或红外线传感技术等，对远离目标物体的振动信号进行测量。
常用的传感器有激光测振仪、红外线摄像机和毫米波雷达等。
3.振动传感网络：通过多个传感器分布在目标物体上，实现多点同时测量和数据采集，进行全局振动监测和分析。
三、振动信号的分析与处理1.时域分析：通过对振动信号的波形进行观察和分析，得到信号的振幅、周期、频率以及时间变化规律。
2.频域分析：将时域信号转换为频域信号，通过傅里叶变换等方法，得到信号的频率成分和能量分布，可进行频谱分析和频率响应分析。
3.相位分析：通过测量不同测点的相位差，可以获得信号的相位关系和振动传播速度。
4.整频带法：对振动信号进行整个频率范围的分析，用于诊断和评估整个系统的振动特性。
5.专频法：对振动信号在特定频率范围内的分析，用于更精确地检测特定故障或异常情况。
振动测量分析在工程领域有着广泛的应用，例如在机械设备的故障诊断中，可以通过振动信号的分析来判断设备的健康状况和故障原因；在建筑物结构健康监测中，可以通过振动传感器对结构的振动参数进行实时监测，预防和诊断结构损伤等。
随着传感器技术和信号处理算法的不断发展，振动测量分析的精度和应用范围也在不断扩大，对振动的研究和应用产生了积极的推动作用。
振动测试标准
振动测试标准振动测试是指通过对产品或设备进行振动试验，以验证其在运输、使用或储存过程中能否正常工作，以及其结构是否牢固稳定。
振动测试标准是指在进行振动测试时所需遵循的一系列规范和要求，其目的在于保证测试的准确性和可靠性，以及确保测试结果的可比性和可信度。
本文将对振动测试标准进行详细介绍，以便于相关人员在进行振动测试时能够遵循标准规范，提高测试工作的效率和质量。
首先，振动测试标准应当包括对振动测试设备的要求和规范。
振动测试设备是进行振动试验的重要工具，其性能和精度直接影响到测试结果的准确性和可靠性。
因此，振动测试标准应当对振动测试设备的技术指标、使用方法、维护保养等方面进行详细规定，以确保测试设备能够满足测试要求，并保持良好的工作状态。
其次，振动测试标准还应当包括对振动测试样品的要求和规范。
振动测试样品是进行振动试验的对象，其结构和性能直接关系到测试结果的准确性和可靠性。
因此，振动测试标准应当对振动测试样品的选择、准备、安装、固定等方面进行详细规定，以确保测试样品能够真实地反映实际工作状态，并能够承受振动试验的影响。
此外，振动测试标准还应当包括对振动测试过程的要求和规范。
振动测试过程是进行振动试验的关键环节，其操作和控制直接关系到测试结果的准确性和可靠性。
因此，振动测试标准应当对振动测试过程中的操作流程、参数设置、数据采集、结果分析等方面进行详细规定，以确保测试过程能够科学、规范地进行，保证测试结果的可信度和可比性。
最后，振动测试标准还应当包括对振动测试结果的要求和规范。
振动测试结果是进行振动试验的最终目的，其准确性和可靠性直接关系到产品或设备的质量和可靠性。
因此，振动测试标准应当对振动测试结果的评定标准、数据处理方法、结果判定依据等方面进行详细规定，以确保测试结果能够客观、准确地反映产品或设备的振动性能，为产品或设备的设计和改进提供可靠的依据。
综上所述，振动测试标准是进行振动试验的重要依据，其准确性和可靠性直接关系到测试结果的有效性和可信度。
6第六章振动测试方法资料讲解
传感器的选择
振动幅值测量
振动幅值是一般振动测量中最感兴趣的测试内容，它一般包括图5.26所示的四种情况：
转子径向相对振动的测量
图5.27是利用电涡 流传感器测量转子径向 相对振动的示意图，通 常以圆轴的转动表面在 某一半径方向的振动作 为轴心在该方向的振动。 其中（a）表示用电涡 流传感器测得的转轴振 动信号（电压），该信 号由交流分量和直流分 量两部分组成。交流分 量表示传感器探头与转 轴表面的动态电压信号， 直流分量则代表了平均 间隙电压，由此可确定 轴心在轴承中的平均位 置。
转速测量
转速是指旋转体每分钟的转数 （r/min）。通常转速测量的原 始信号是键相位脉冲信号。如图 5.32所示，在旋转轴上预制一个 键槽，当轴转动时，前置器便每 转输出一个脉冲，经过滤波整形 后就得到相应的旋转脉冲。目前 转速测量多采取周期法，即测量 两个键相位信号之间的时间间隔， 并以此计算出转速。
从力学的角度来看，振动可以定义为：物体围绕某一固定位置来回摆动并随时间变 化的一种运动。
引起机械振动的原因有很多，概括起来主要有：
（1）转动部件不平衡 （2）轴承联轴器和安装不对中 （3）轴弯曲 （4）轮磨损、偏心或损坏 （5）传动带或传动链损坏 （6）轴承损坏 （7）扭矩变化
（8）电磁力 （9）空气动力 （10）水动力 （11）松动 （12）摩擦 （13）油膜涡动和油膜振荡
传感器
传感器是能够感受物体运动并将物体运动转换为模拟电信号的一种灵敏的换能 元件。传感器的种类很多，而且有不同的分类方法，按坐标系的不同可分为绝对式 与相对式传感器；按工作方式的不同可分为接触式和非接触式传感器；按工作原理 的不同可分为惯性式和参数式传感器。按测量参数的不同又可分为位移、速度和加 速度传感器。这里我们仅简单讨论机械振动测量中常用的惯性式（磁电式）速度传 感器、压电式加速度传感器和电涡流位移传感器。
振动测量标准
振动测量标准
嘿，咱聊聊振动测量标准这事儿。
振动测量，那可不是瞎糊弄的事儿。
就像医生给病人看病，得有个准儿。
振动测量得准确吧？那必须的！要是测不准，那不是瞎耽误工夫嘛。
就跟称体重似的，要是称不准，你都不知道自己到底胖了还是瘦了。
振动测量要是不准确，那怎么知道设备是不是正常运行呢？所以啊，测量工具得靠谱，测量方法得得当。
不能随便拿个东西就测，那能准吗？肯定不行啊！测量的范围得合适吧？不能太窄了，也不能太宽了。
这就跟买衣服似的，得买合身的。
要是测量范围太窄，有些重要的振动情况就测不到；要是太宽了，又会有很多干扰，也不行。
所以得根据实际情况，选择合适的测量范围。
还有啊，测量的频率也很重要。
不能太快，也不能太慢。
这就跟拍照似的，快门速度得合适。
要是太快了，可能会错过一些重要的振动变化；要是太慢了，又会把一些不重要的振动也给测进去，也不好。
所以得根据设备的特点，选择合适的测量频率。
测量的环境也得考虑吧？不能在乱七八糟的地方测。
这就跟睡觉似的，得找个安静的地方。
要是周围环境太吵，或者有很多干扰，那测量结果肯定不准确。
所以得找个合适的环境，尽量减少干扰。
总之，振动测量标准可不能马虎。
只有准确、合适、科学的测量，才能及时发现设备的问题，保证设备的正常运行。
咱可不能小瞧了振动测量，这可是关系到设备安全和生产效率的大事。
让我们一起重视振动测量标准，让设备运行得更稳、更好。
咱就等着看通过准确的振动测量，让设备发挥出更大的作用吧！咱可不能让不准确的测量坏了大事。
WERIDA_振动测试基础
备，直到毁掉，然后修理。
可能引发严重的机械损坏 增加不必要的能耗
增加不必要的维护
延误生产 对操作人员身心的损伤
如何描述振动
通过观察、感觉和听机械振动，我们有时会粗略的判定
振动的严重性。我们会认为某些种类的机械振动“强烈 ” ，部分种类“明显” ，还有部分种类“可忽略” 。我 们还能够接触振动轴承，感觉出“热” ，或听出“噪音 ” ，并依此推断出了故障。
采样频率原则
满足采样定理。频率分辨率适中。尽量满足频带最宽为关 威锐达仪器自动满足采样定理。 心频率的 3倍以上。 采样频率 = 分析上限频率 × 2.56 关注当前测点关注的故障信息。 例如，判断轴类故障，发电机转频为18-30Hz，我们可以选 择10-100Hz为滤波器频带。
滤波器原则
MO
MI PI PO 2X 频率 电机
水泵
1X 频率
出现 2X 频率成分。 轴心轨迹成香蕉形或8字形。
轴向振动一般较大。
本例中，出现叶片通过频率。
叶片通 过频率
转子不对中的类型
正确对中 e = 0, = 0
平行不对中 e 0, = 0
角度不对中 e = 0, 0
综合不对中 e 0, 0
时间 幅值
不平衡 轴承故障 齿轮啮合 频率 f
主题
1. 振动分析简介
2. 振动测量简介
3. 数据分析简介
仪器检测原理
振动传 感器
数据采 集板
仪器总线 CPU板
用户输入 显示输出
信号测量过程
测量过程
加速度传感器
软件 傅里叶变 换
测点选择
振动测试知识要点及要求1了解振动测试的目的和分类
振动测试知识要点及要求1了解振动测试的目的和分类第六章振动测试一、知识要点及要求1）了解振动测试的目的和分类；2）掌握单自由度系统受迫振动的原理；3）掌握振动的激励方法，以及激振器的种类和选用原则；4）掌握振动的测量方法，以及测振传感器的种类和选用原则；5）掌握振动的分析方法，以及机械系统振动参数的估计方法；6）了解测振装置的校准方法及设备。
二、重点内容及难点（一）振动测试的目的和分类机械振动是工程技术和日常生活中常见的现象。
在大多数的情况下，机械振动是有害的。
但振动也有可以被利用的一面，如振动机械具有能耗少、效率高、结构简单的特点。
机械运转中的振动及其产生的噪声，一般都具有相同的频率组成。
振动测试在生产和科研的许多方面都占有重要地位。
振动测试大致可分为两类：1）测量设备和结构所存在的振动；目的是监测工况、估计振源、评价运转质量等。
2）对设备或结构施加某种激励，使其产生振动，然后测量其振动；目的是研究设备或结构的力学动态特性。
（二）单自由度系统的受迫振动测试工作中的许多工程问题，往往可以用弹簧-阻尼器-质量块构成的单自由度模型来描述，但是在不同的场合下所处理的输入、输出量往往是不同的，从而其频率响应函数及幅频、相频特性也不同。
1、质量块受力所引起的受迫振动2、基础运动所引起的受迫振动（三）振动的激励1、激振方式包括稳态正弦激振、随机激振、瞬态激振。
2、常用激振器激振器是对被测对象施加某种预定要求的激振力，激起被测对象振动的装置。
常用的为电动式、电磁式、电液式；此外还有用于小型、薄壁对象的压电晶体片激振器，用于高频的磁致伸缩激振器和高声强激振器；以及用于脉冲激振的脉冲锤，用于阶跃激振的张弛弦等。
（四）振动的测量1、测振方法振动测量方法按振动信号转换后的形式可分为：电测法、机械法、光学法。
目前广泛使用的是电测法，而电测法中测振用的传感器又称为拾振器。
1）按测振时拾振器是否与被测件接触可分为：接触式和非接触式。
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中频段
加速度通常采用峰值
高频段
时域分析的几个基本指标，有效值，峰值，峰峰值，波
形因子（无量纲），峭度值（无量纲）。
在比较时，必须总是使用相同的振幅类型。
如何描述振动
频率
机械部件振荡的速率被称为振荡频率或振动频率
如何描述振动
时域波形
时域波形显示的是振动随时间变化的曲线
为精确分析振动问题，需要以一种统一、可靠的方式对
振动进行描述。振动分析师主要依靠数值描述，而不采
用口头描述，来精确地分析振动，进行更有效的交流。
描述机械振动最重要的两个数值符号是振幅和频率。
如何描述振动
频率描述振动速率（物体振动的频繁程度）。
振动的振幅是指振动的大小，描述振动的严重性。
故障诊断应用
峰值因子可以用于滚动轴承故障分析。
正常轴承峰值因子值大约在4~5，因剥落等局部缺陷引起的峰值 因子在10以上，局部缺陷越严重，则峰值因子值越大。
峰值因子值相对较小时，则反映了轴承润滑不良及磨损等异常情 况。
利用特征值分析
裕度因子（CLF）
裕度因子是峰值与方根幅值的比值，是一个无量纲量。
振动的原因
共振
共振会造成快速且严重的损坏。
振动监测的意义
做好机械振动监控，可以获得良好的经济效益。
监控机械的振动特征可以为我们提供机械的“健康”状况
。我们可以使用这些信息来侦测到也许会发展起来的隐患 ，可以未雨绸缪，减少损失 。
振动监测的意义
为什么要关注机械的状况？为什么不继续运行设
振幅越大，机械运动所承受的力越大，机械就越容易损
坏。
振动振幅是一个表明振动严重程度的指征。
振动的严重程度或振幅依赖于：
振动运动的距离 （位移） 运动的速度 （速度）
与运动有关的力 （加速度）
如何描述振动
如何描述振动
如何描述振动
位移通常采用峰峰值
低频段
速度通常采用有效值
MO
MI PI PO 2X 频率 电机
水泵
1X 频率
出现 2X 频率成分。 轴心轨迹成香蕉形或8字形。
轴向振动一般较大。
本例中，出现叶片通过频率。
叶片通 过频率
转子不对中的类型
正确对中 e = 0, = 0
平行不对中 e 0, = 0
角度不对中 e = 0, 0
综合不对中 e 0, 0
Zahneingriff 1x
Seitenbänder
2x
1x 2x 3x
3x 4x
1
2
3
4
5
6
7
8
如何描述振动
包络解调
带冲击的原始时域信号
滤波后的时域信号
包络解调
如何描述振动
发电机垂直包络图
发电机垂直包络谱 出现轴承内圈故障频率及其多次谐 波
机械设备故障振动特征简图
齿轮啮合
轴承故障
不平衡 幅值
振动测试基础知识
西安睿力测控技术有限公司 2010年9月
主题
1. 振动分析简介
2. 振动测量简介
3. 数据分析简介
振动监测的意义
振动
物体来回、 前后的移动， 物体的振荡
我们关注一种这样的振动：机械振动 机械振动只是机械或机械部件来回的运动
振动监测的意义
机械振动的形式
距离大小，振动快慢，是否带有声音，热量
如何设置参数
时域采集参数计算
滤波器频带 = 下限频率 ~ 上限频率 采样长度 = 波形长度 采样时间 = 波形长度÷（上限频率×2.56） 采样周期数 = 采样时间×机器转速
如何设置参数
频谱采集参数计算
滤波器频带 = 下限频率 ~ 上限频率 采样长度 = 谱线数×2.56 采样时间 = 谱线数÷上限频率 采样周期数 = 采样时间×机器转速
振动的原因
不正确运行
不正确运行的机械部件由于间歇的能源供应，会在机 械上施加反复力。如泵以脉冲形式接受空气，带有不 点火气缸的内燃机，以及直流电机中的间歇电刷换向 器的接触。
振动的原因
松动
松动会在旋转或不旋转的机械中造成振动。松动通常由过度的 轴承间隙、松动安装的螺栓、不匹配件、腐蚀以及破裂的结构 造成。
和安装磁体的重量会使结构的振动行为失真。总之， 加速计和安装磁体的组合重量应该小于振动结构重量 的10%。
测点选择
记录的精确性和系统性都是非常重要的。当您进
行有组织的记录时，将不同机械的频谱搞混淆的 几率会减小。如果频谱被混淆，这很会导致错误 的结论，并且可能造成非常昂贵的后果。
测点选择
我们如何确保记录总是来自于所需要位置的，所收集的
加速计安装的方向。
测点选择
在同一位置安装同样的加速传感器
对于特定的测量点，始终在同样的位置安装加速计，以使可能导
致错误结论的测量不一致最小化，是非常重要的。如果可能，在 特定的测量点始终使用相同的加速传感器
测点选择
将加速计安装在坚固的物体上
加速计千万不能安装在非常轻的结构上， 否则加速计
备，直到毁掉，然后修理。
可能引发严重的机械损坏 增加不必要的能耗
增加不必要的维护
延误生产 对操作人员身心的损伤
如何描述振动
通过观察、感觉和听机械振动，我们有时会粗略的判定
振动的严重性。我们会认为某些种类的机械振动“强烈 ” ，部分种类“明显” ，还有部分种类“可忽略” 。我 们还能够接触振动轴承，感觉出“热” ，或听出“噪音 ” ，并依此推断出了故障。
有效值（RMS）
描述振动能量。特别适用于具有随机性质的振动测量。
可以用来轴承制造精度差（如表面粗糙、波纹度及不圆度等）和磨损以 及均匀性点蚀所产生的不规则振动情况。 有效值测量稳定，不受偶然因素干扰。
利用特征值分析
峭度指标（KURT）
峭度指标是描述波形尖峰度的评定指标，是一个无量纲量。
转子不平衡故障的频谱
TO
TI
轴向很小 1X频率(铅垂 ) 1X频率(水平 ) 轴向很小
透平
齿轮箱
风机
波形为简谐波，少毛刺。 轴心轨迹为圆或椭圆。
1X频率为主。
轴向振动不大。 振幅随转速升高而增大。 过临界转速有共振峰。
1X频率(铅垂 ) 1X频率(水平 )
转子不对中故障的频谱
不同联轴节的情况
联轴节类型 不对中形式 振动特征
刚性联轴节 平行不对中 角度不对中
有2X成分 轴向振动1X成分大
轴向振动大，有2X及高次谐波 齿式联轴节 径向振动可能有2X、3X、4X… 联轴节两侧振动的相位常相反
脉冲因子（IF）
脉冲因子是峰值与平均幅值的比值，是无量纲量。
裕度因子与脉冲因子和峭度指标一样，对冲击脉冲类故
障敏感，在故障早期发生时，往往值会增大。
利用特征值分析
波形因数（SF）
波形因数是有效值与的比值，是一个无量纲量。
无量纲波形评定指标的优点是不受轴承尺寸、转速、负
荷以及振动信号大小的影响。
振动测量的参数可以比作医生在进行医学试验前应
指定 “是什么以及该怎样” 。 测量参数是用来指定如何进行测量的细节部分，通 过指定测量参数，我们可以指定数据在显示给我们 之前应如何进行收集和处理。 在进行振动测量前， 我们需要指定哪些参数会使用。
如何设置参数
数据采集多长时间（采样数据长度）
完全相同的振动运动。
因此，加速计必须牢固地连接在振动部件上，这样不会发生独立
于部件的摇动或移动。
加速计安装松动，会由于自身的运动而产生失真的信号，从而给
出错误的讯息。
现场中我们使用磁座式连接，方便，快速，无损。 注意磁座拧紧。
测点选择
确保加速计方向正确 由于振动振幅（量）随方向不同而不同，加速计产生的信号取决于
有意通过控制产生的振动是为了工作，而无意产生的振动则预
示故障
振动的原因
反复力作用在机械部件上，引起振动
松动
共振 不平衡 未对准 磨损或不正确运行
振动的原因
不平衡
不平衡通常由加工误差、不均匀的材料密度、螺栓尺寸的变化、 铸件中的气孔、丢失平衡配重、不均匀的电动机绕组以及破损、 变形、腐蚀或不洁净的风扇叶片造成的
振动的原因
未对中
机械部件产生“弯曲力矩” ，这会导致旋转时，在机械上施加反 复力。未对准通常由组装不准确、地面不均匀、热膨胀、紧固力 矩致变形以及连接件的不正确安装造成的。
振动的原因
磨损
机械部件由于不均匀磨损表面的磨擦， 会在机械上施加反复力。滚柱轴
承、齿轮以及传动带中的磨损通常由不正确安装、润滑不良、制造缺陷 以及过载造成
采样频率原则
满足采样定理。频率分辨率适中。尽量满足频带最宽为关 威锐达仪器自动满足采样定理。 心频率的 3倍以上。 采样频率 = 分析上限频率 × 2.56 关注当前测点关注的故障信息。 例如，判断轴类故障，发电机转频为18-30Hz，我们可以选 择10-100Hz为滤波器频带。
滤波器原则
故障诊断应用
峭度系数可用来发现轴承早期故障。
轴承出现早期故障时，峭度值会立即增大。随着轴承故障的发展 ，峭度值反而会不变或渐渐变小。
正常情况下，峭度指标应在3以下，当该指标大于3时，一般预示 着故障的出现。