振动测试系统

合集下载

一、振动测试概论

向异性、对中不良、润滑不良、支撑松动等振动
机械振动大多数情况下有害：破坏机器正常工作，降低其性能，缩短其使用寿命，甚至机毁人亡
机械振动还伴随着产生同频率的噪声，恶化环境和劳动条件，危害人们的健康
振动也能被利用来完成有益的工作，如运输、夯实、清洗、粉碎、脱水等无论是利用振动还是防止振动，都必须确定其量值。
A 2
2 d
n
d 2 f d
随机振动
时间函数不能用精确的数学关系式来描述；不能预测它未来任何时刻的准确值；对这种信号的每次观测结果都不同，但大量地重复试验可以看到它具有统计规律性，因而可用概率统计方法来描述和研究。
随机振动时域主要特征参数
均值均方值
振动速度
振动物体随时间按正弦或余弦规律变化的振动
周期振动时域特征参数
名称峰值峰峰值平均绝对值有效值幅值 x(t)的最大值 x(t)的最大值和最小值之差 1 T x (t ) dt T 0
1 T
幅值比 1 2 0.636 0.707

T
0
x 2 (t )dt
均值
1 T

T
0
x (t ) dt
衰减过程频谱图的特征
衰减正弦
x(t ) Ae t sin 2 f d t
X( f ) 2 f d A ( j 2 f ) 2 (2 f d ) 2
Ad 2
2 d
A 2
n
A 2
衰减余弦
x(t ) Ae t cos 2 f d t
X( f ) A( j 2 f ) ( j 2 f ) 2 (2 f d ) 2

汽车发动机振动噪声测试系统方案

附件1汽车发动机振动噪声测试系统1用途及基本要求：该设备主要用于教学和科研中的振动和噪声测量，要求能够测量试验对象的振动噪声特性（频率、阶次、声强等），能对试验数据进行综合分析。

该产品的生产厂应具有多年振动噪声行业从业经验，有较高的知名度和影响力。

系统软件和硬件应该为成熟的模块化设计，同时具有很强的扩展能力，能保证将来软件和硬件同时升级。

2设备技术要求及参数2.1设备系统配置2.1.1数据采集系统一套；2.1.2数据测试分析软件一套；2.1.3传声器 2个；2.1.4加速度计 2个；2.1.5声强探头 1套；2.1.6声级校准器 1个；2.1.7笔记本电脑一台2.2数据采集、控制系统技术要求2.2.1主机箱一个；供电采用9～36V直流和 200～240V交流；2.2.2便携式采集前端，适用于实验室及现场环境；2.2.3整机消耗功率<150W；2.2.4工作环境温度：-10 C ～50C；2.2.5中文或英文WindowsXP下运行，操作主机采用笔记本电脑；2.2.6输入通道数：4个以上，其中2个200V极化电压输入通道、不少一个转速输入通道；2.2.7输入通道拥有Dyn-X技术，动态围160dB；2.2.8每通道最高采样频率：≥65.5kHz，最大分析带宽：≥25.6kHz；2.2.9系统留有扩充板插槽，根据需要可以进一步扩充；数据采集前端可同时连接多种形式传感器,包括加速度计、转速探头、传声器、声强探头等；2.2.10系统具有堆叠和分拆能力，多个小系统可组成多通道大系统进行测量。

大系统可分拆成多个小系统独立运行；2.2.11采集前端的数据传输具备二种方式之一：①通过10/100M自适应以太网传输至PC；②通过无线通讯以太网技术传输至PC，通信距离在100米以上。

使测量过程更为灵活方便，方便硬件通道和计算机系统扩展升级；2.2.12多分析功能：对同一信号可同时进行FFT和CPB分析和显示处理；对同一信号也可同时设置不同的分析带宽进行分析；2.2.13输入通道采用至少24位的A/D；2.2.14自动检测带传感器电子数据表的传感器（即插即用）2.3数据测试分析软件系统技术要求2.3.1多通道输入测量信号并行采集、处理与存储；根据需要可以进一步扩充；2.3.2多通道实时在线显示；2.3.3能测量传递函数、自功率谱、互功率谱、自相关函数、互相关函数、能测量相干函数、概率密度函数、脉冲相应函数、倒频谱、时域波形, 能进行动态信号的微积分、四则运算、编辑等；2.3.4系统具有自动报告生成功能。

东方所振动测试系统构成

北京东方振动和噪声技术研究所

17
最突出优点： 2）让测试变得更简单具有高动态范围，避免了放大器档位设置不合适引起信号太小、信号过载的情况。

北京东方振动和噪声技术研究所

18
16采集系统与24位采集系统的配置区别
多台
采用16位采集仪的测试系统

80
现场试验举例
北京东方振动和噪声技术研究所

81
现场试验举例
北京东方振动和噪声技术研究所

82
现场试验举例
北京东方振动和噪声技术研究所
35
现场试验测试
2、工频50Hz信号干扰严重工频干扰严重是由于接地不好造成的，解决的方法时良好接地。良好的接地点可以是：打入地下的长钢板、深入地下的金属框架结构、接线板地线等。通过导线将仪器外壳和良好接地点相连。
北京东方振动和噪声技术研究所

36
现场试验测试
北京东方振动和噪声技术研究所

14

AD：国内外主流均为24采集仪。通道数：从4通道到几百通道。
北京东方振动和噪声技术研究所

15

24位采集仪特点
北京东方振动和噪声技术研究所

16

最突出优点： 1）测试仪器更轻巧、便携对于测量加速度的ICP传感器和测量桥梁、楼房的电压输出型传感器，不在需要测试中的放大器、滤波器。
北京东方振动和噪声技术研究所

34
现场试验测试
2）应变片连线后的输出电阻偏大。标准应该为120欧姆，如果超过太多，比如131欧姆，动态应变仪将无法平衡。解决方法：重新贴片或者更换测点或使用半桥接法接入另一个没有变形的应变片。

无线遥测振动测试分析系统TST5927

索力测试分析。

内置完善的信号适调、电压放大、抗混滤波、数据采集和智能锂电池等组成的硬件系统，加上功能丰富的软件可完成数据同步采集、同步处理、实时显示、实时存盘。

内置高灵敏压阻式加速度传感器；多档满度值程控切换，最高采样频率200Hz，16位A/D转换器。

坚固绑带安装，远距离数据传送，在视距情况下，可靠传输距离约200m（大于200m可选配无线中断）。

智能管理可充电锂电池组供电；以PC机为基础，完整的硬件和软件环境,试验结果一次生成。

索力计算功能模块：利用振动测频法计算索力，索力计算公式考虑了拉索的垂度和抗弯刚度的影响，大大提高了索力的计算精度；软件提供自动或手动寻找索的振动基频功能，实现了实时采集、实时计算、时时显示索力数值。

专业的控制分析软件可完成测试数据的管理、分析处理及实验报告生成等。

种数据格式转换输出，方便其他软件对采集到的数据进行调用分析，多种数据格式的转换输入，方便调用分析其它格式的数据。

软件控制部分: 提供了数据管理，实时采集及统计数据显示和后处理功能。

不同的试验可预先设置不同的采样参数、通道控制参数。

数据预处理包含低频重采样、经典滤波、去直流、去趋势、曲线拟合、平滑、数据的截取、删除、另存、时域或频域的积分与微分、数字滤波器、虚拟通道计算等功能。

灵活的在线光标，能快速定位到需要的数据，对多个通道进行观测和比较；实时采样的光标跟踪，能及时准确的观察最新的数据变化。

软件分析部分：提供了时差域、幅值域、频率域的各种分析功能。

通过时差域的相关分析可了解预测信号的趋势，识别振动的传播途径，判断损伤的位置等工作。

通过幅值域的概率密度函数和累积密度函数可查看信号的分布特性，判断被测系统的线性程度，发现信号的缺陷。

通过频率域的分析，可观察各种信号的不同谱图，分析信号的频率组成；通过频响函数和相干函数来判断结构动态参数识别的精度，进行动刚度分析等处理；通过倒谱分析实现去回波等问题的分析判断。

索力计算功能模块：利用振动测频法计算索力，索力计算公式考虑了拉索的垂度和抗弯刚度的影响，大大提高了索力的计算精度；软件通过计算相邻频率之差来得到索的基频，实现了实时采集、实时计算、实时显示索力数值。

振动传感器性能测试及振动测试系统建模与性能分析实验

振动传感器性能测试及振动测试系统建模与性能分析实验一、实验目的1. 了解各类型振动传感器的工作原理、掌握压阻式加速度传感器的动态校准过程。

2. 掌握正弦、随机振动控制的基本过程，能够根据实际情况合理设计校准过程中的参考谱。

3. 掌握振动传感器的动态校准方法并能计算出振动传感器的各项动态特性指标。

4. 了解振动测试系统的组成，掌握振动测试系统的建模方法5. 对于测试后未达到设计指标的系统，应当能够设计出动态补偿滤波器以补偿系统的动态特性。

二、实验系统组成振动测试系统由两部分组成，一部分是振动控制系统，另外一部分就是远程数据采集、处理系统。

实验系统中，振动控制系统的振动台按照预先设定的参考谱进行振动。

标准传感器和被校传感器感受相同的振动，经过相应的变送器或放大器输出的电压信号送入数据采集系统，实验工作站（包括实验者开发的数据处理软件）通过网络中的服务器获得所采集的数字信号，进行后续的动态校准、建模与性能分析工作，如图1所示。

● ● ● ● ●●实验工作站（数据处理软件）图1 振动测试系统动态校准、建模与性能分析三、实验系统工作原理1、振动控制系统工作原理振动控制系统中的振动台产生动态校准、动态测试所需的标准振动信号。

振动控制系统由振动控制仪、功率放大器、振动台和反馈传感器构成，目的是使振动台按照预先设定的参考谱进行振动。

振动控制仪安装在工控机中，振动控制信号从工控机发出，经过功率放大器对控制信号进行放大，驱动振动台振动。

而振动台的振动情况由安装在台面中心的反馈传感器获取，经过电荷放大器传送至工控机中的振动控制仪，从而形成闭环控制使振动台能够按照设定参考谱进行振动。

在振动台的夹具台面上采用背靠背方式安装标准传感器与被校传感器，这样保证了它们感受的是相同的振动信号，通过采集两个传感器的输出并将其送入实验工作站，参与实验的人员就可以在远程计算机上进行振动传感器的校准、建模及性能分析了。

2 数据采集系统工作原理数据采集系统配有NI公司的数字化仪（PXI－5122），可以实现双通道信号的同步采样。

噪声振动测试系统技术方案-prosig

3. 系统功能扩展能力
可以进一步扩展增加： ➢ 系统可以扩展至1000通道以上； ➢ 独立记录仪功能（Prolog）； ➢ 可以扩展增加CAN-BUS输入通道； ➢ 内置GPS，20Hz刷新频率，可以输出位移、速度、加速度等信息； ➢ 可以扩展增加动态应变输入、高精度转速（60M，用于扭振）、热电偶、
FFT、FRF、倍频程、瀑布图、时域、频域分析、滤波、统计、数
据管理、信号源输出等各种高级功能
DATS Noise Vibration and Harshness analysis software licence.
6
01-55-801 DATS NVH 分析专业软件，包括旋转机械、升降速、瀑布图等相 1
1
03-33-8020 power cable and carry bag.
1
5 槽主机箱，交直流供电，单机箱最多可以扩展到 40 通道，提供
USB2 连接线、稳压电源、电源适配器、点烟器供电线和便携包。
P8012 3 card chassis. Includes PC to P8000 USB2
communications cable, mains power supply,in vehicle
P8012和8020的最大采样频率为100KHz/通道 (24位采样)，或者是400kHz/ 通道 (16位采样)。信号的完整性可由优异的动态信号测试范围（105dB）和本底噪声指标（-120dB）保证。多采样率支持功能使得系统可以同时测量低频振动、动态应变和高频噪声。P8012和8020通过采用USB2.0接口与计算机相连，可以达到480Mb/秒的数据实时传输速率。
主要特点： ● 数量：2 ● 最高采样频率： 100k Hz/通道（24位AD） 400k Hz/通道（16位AD)，软件可设置 ● DC、AC、IEPE、电荷和动态应变桥路输入 ● 智能传感器支持（TEDS） ● 转速信号输入通道采样频率：800k Hz ● 电压输入量程可调：±10mV to ±10V ● 105dB的动态范围

振动试验系统测试报告

振动试验系统测试报告振动试验系统测试报告一、系统组成:BTH-1208LS数据采集卡、CT5210恒流适配器、传感器：CT1005L（电荷灵敏度为52.20mV/g）、CT1010LC（电荷灵敏度为99.1mV/g）、CT1050LC（电荷灵敏度为505mV/g），DAQami数据采集应用软件二、系统参数设置：1、通道设置：如图1所示，设置3个模拟输入通道，其中AI0代表CT1005L ，AI1代表CT1010LC ，AI2代表CT1050LC。

在图表中分别用红色，黄色，绿色表示。

量程选择±5V。

图1 通道配置2、采样率设定：如图2，采样率配置为1000采样点/秒/通道。

图2 采样率配置三、测试试验本测试设置两种试验，敲击试验（用手敲击适配器顶端）和手机来电振动试验。

1、敲击试验：将实验仪器顺次连接起来，如图3所示。

图3 振动敲击试验系统依次单独开启通道AI0、AI1、AI2，用手敲击适配器顶端同一位置，采集软件中采集到的波形如图4、5、6所示；3个通道同时开启时的波形如图7所示。

图4 单独应用CT1005L时的波形图图5 单独应用CT1010LC时的波形图图6单独应用CT1050LC时的波形图图7三个传感器同时应用时的波形图从图4—7可看出，在受到同样的外界振动（用手敲击）时，CT1005L 对振动的反应很不灵敏，CT1010LC对振动的反应也不灵敏，而CT1050LC 对振动反应很灵敏，能清楚的反应出它每次受到的振动。

2、手机来电振动试验系统连接图如图8所示图8 手机来电振动试验系统依次单独开启通道AI0、AI1、AI2，当手机来电振动时，采集软件中采集到的波形如图9、10、11所示。

图9 单独应用CT1005L时的波形图图10单独应用CT1010LC时的波形图图11单独应用CT1050LC时的波形图如图9—11所示，CT1005L与CT1010LC对手机来电振动反应不灵敏，CT1050LC对手机来电振动反应很灵敏。

(汽车行业)汽车发动机振动噪声测试系统

（汽车行业）汽车发动机振动噪声测试系统附件1汽车发动机振动噪声测试系统用途及基本要求：该设备主要用于教学和科研中的振动和噪声测量，要求能够测量试验对象的振动噪声特性（频率、阶次、声强等），能对试验数据进行综合分析。

该产品的生产厂应具有多年振动噪声行业从业经验，有较高的知名度和影响力。

系统软件和硬件应该为成熟的模块化设计，同时具有很强的扩展能力，能保证将来软件和硬件同时升级。

设备技术要求及参数设备系统配置数据采集系统壹套；数据测试分析软件壹套；传声器2个；加速度计2个；声强探头1套；声级校准器1个；笔记本电脑壹台数据采集、控制系统技术要求主机箱壹个；供电采用9～36V直流和200～240V交流；便携式采集前端，适用于实验室及现场环境；整机消耗功率<150W；工作环境温度：-10︒C～50︒C；中文或英文WindowsXP下运行，操作主机采用笔记本电脑；输入通道数：4个之上，其中2个200V极化电压输入通道、不少壹个转速输入通道；输入通道拥有Dyn-X技术，动态范围160dB；每通道最高采样频率：≥65.5kHz，最大分析带宽：≥25.6kHz；系统留有扩充板插槽，根据需要能够进壹步扩充；数据采集前端可同时连接多种形式传感器,包括加速度计、转速探头、传声器、声强探头等；系统具有堆叠和分拆能力，多个小系统可组成多通道大系统进行测量。

大系统可分拆成多个小系统独立运行；采集前端的数据传输具备二种方式之壹：①通过10/100M自适应以太网传输至PC；②通过无线通讯以太网技术传输至PC，通信距离在100米之上。

使测量过程更为灵活方便，方便硬件通道和计算机系统扩展升级；多分析功能：对同壹信号可同时进行FFT和CPB分析和显示处理；对同壹信号也可同时设置不同的分析带宽进行分析；输入通道采用至少24位的A/D；自动检测带传感器电子数据表的传感器（即插即用）数据测试分析软件系统技术要求多通道输入测量信号且行采集、处理和存储；根据需要能够进壹步扩充；多通道实时在线显示；能测量传递函数、自功率谱、互功率谱、自相关函数、互相关函数、能测量相干函数、概率密度函数、脉冲相应函数、倒频谱、时域波形,能进行动态信号的微积分、四则运算、编辑等；系统具有自动报告生成功能。

振动检测仪表与系统

光电传感器
被测量光光信号电信号可用信号
光源
测量头
光电元件
电子线路
图1-22 光电式传感器基本结构框图
模数转换(A/D转换)
（1）A/D转换过程：1)采样，2)量化， 3)编码。
2)量化
量化步长 R=A/D A=10V D=256
量化误差
3)编码
A RD R ai 2i
i n m
2)三角函数窗——应用三角函数，即正弦或余弦函数等组合成复合函数，例如汉宁窗、海明窗等；
3)指数窗——采用指数时间函数，例如高斯窗等．
（2）常用的窗函数
(a) 矩形窗
u
优点是主瓣比较集中；
缺点是旁瓣较高，并有负旁瓣，导致变换中带进了高频干扰和泄漏，甚至出现负谱现象
u
(b) 三角窗
三角窗与矩形窗比较，主瓣宽约等于矩形窗的两倍，但旁瓣小，而且无负旁瓣
Z Z ( , , , )
线圈与金属的距离金属体的电阻率、导磁率、线圈的激磁电流角频率。
测量电路：
（a) 阻抗分压式调幅电路；
(b) 调频电路
使用优点：接构简单，使用方便，不受油污、介质影响。应用：涡流式位移、力、振动测量，NDT，测厚,材质判别。
序号测量参数
数据图表显示
知识库
故障诊断
图4-3 状态监测、分析及故障诊断系统
振动监测仪表
振动测量仪频谱分析仪汽轮机安全监视仪表（TSI）
振动测量仪
模拟式振动表
交流输出振动信号直流输出
图抗变化
衰减
放大
普通滤波
检波
图4-4 测振表的原理框图
数字测振表
数字测振表的原理框图与模拟仪表基本相同，其差别在于将采集的电压进行模数转换后使用数字电路对信号进行处理。目前，数字测振表一般都具有以下功能 1) 可以储存多组测点的数； 2) 能与微机进行通讯； 3) 能够进行趋势分析。一般振动测量的值有：1）通频幅值，2）基波频率的幅值与相位，即1X幅值，3）跟踪测量基波或某高次谐波的幅值（通常时2X幅值）与相位。

振动测试及其信号处理

振动测试及其信号处理伏晓煜倪青吴靖宇王伟摘要：随着试验条件和技术的不断完善，越来越多的领域需要进行振动测试，尤其是土木工程领域。

本文首先介绍了振动测试的基本内容和测试系统的组成，其次对振动测试中的激励方式进行了简单的概括，最后总结了信号数据的处理一般方法，包括数据的预处理方法、时域处理方法和频域处理方法。

关键词：振动测试测试系统信号处理Vibration Test and Signal processingFu Xiaoyu Ni Qing Wu Jingyu Wang WeiAbstract: Vibration test has been applied in more and more fields, especially in civil engineering, as experiment methods and technology elevated. This paper introduced the contents of vibration test and consists of test system firstly, and generalized the exciting mode subsequently. General methods of vibration signal processing were summarized in the end, including preprocessing, time-domain processing and frequency-domain processing methods.Key words: vibration test; test system; signal processing0 引言研究结构的动态变形和内力是个十分复杂的问题，它不仅与动力荷载的性质、数量、大小、作用方式、变化规律以及结构本身的动力特性有关，还与结构的组成形式、材料性质以及细部构造等密切相关。

振动系统固有频率的测试

1.2 相位判别法
相位判别法是根据共振时特殊的相位值以及共振动前后相位变化规律所提出来的一种共振判别法。前后相位变化规律所提出来的是一种较为谐力激振的情况下，激振的情况下敏感的方法，敏感的方法，而且共振的频率就是系统的无阻尼固有频率，可以排除阻尼因素的影响。频率，可以排除阻尼因素的影响。
对汽车转向管柱、方向盘进行固有频率的检测，主要目的是进一步确认汽车零部件产品的固有频率是否在激励频率范围以外，是对车辆NVH问题解决的结果进行验证。检测方法锤击法固有频率测试分析系统又称锤击法振动测试系统，在实验分析中的主要目的是计算出结构的固有频率。采用锤击法振动测试系统来测量结构的固有频率是经济、理想的振动测试方法。系统实现了激振(如力锤敲击)和响应，并在电脑上实时显示频率响应曲线，计算出传递函数等各种谱分析。锤击法振动测试系统采用高速、高精度的便携式USB接口数据采集器，便于在试验室使用或者现场测试。
实验原理
强迫振动解可写成：强迫振动解可写成：
x = A sin(ωet − ϕ )
式中：式中：
A= F0 mω 2
ωe 2 2 4ε 2ωe 2 (1 − 2 ) + ω ω4
2ωeε tan = 2 2 ϕ ω −ωe
当强迫振动频率和系统固有频率相等时引起系统共振，起系统共振，共振时振幅和相位都有明显的变化，通过对这两个参数进行测量，变化，通过对这两个参数进行测量，我们可以判别系统是否达到共振动点，以判别系统是否达到共振动点，从而确定出系统的各阶振动频率。系统的各阶振动频率。
NVH是噪声(Noise)、振动(Vibration)与舒适性(Harshness)的英文缩写，由于三者在汽车等机械振动中同时出现且密不可分，因此常把它们放在一起进行研究，并统称为车辆的NVH问题。由于车辆的NVH问题日益受到消费者的普遍关注，因此该问题也成为国内外汽车业各大整车、零部件生产企业关注的重点。人们在汽车中的舒适性感受都属于车辆NVH问题研究的范畴，并可从不同角度对其进行分析和解决，既可以是系统的，又可以是独立的。从感受不舒适的地方开始，判断振动的起源，分析噪声传播的途径等，最后做出解决问题的方案。为整车制造厂提供汽车零部件的生产企业同样也会遇到 NVH问题。以我厂生产的汽车转向管柱产品为例，可以通过对转向操纵机构和仪表板进行有限元分析，使转向管柱、方向盘的固有频率移出激励频率范围，并保证仪表板的响应振幅最小。

振动测试技术

任务4 振动测试技术铁路工程结构的振动试验中，常有大量的物理量如应力（应变）、位移、速度、加速度等，需要进行量测、记录和分析。

由于结构的动应变与静应变的测量元件、测量方法基本相同，不同之处在于需要采用动态应变仪进行量测。

振动参量可用不同类型的传感器予以感受拾起，并从被测量对象中引出，形成测量信号，将能量通过测量线路发送出去，再通过仪器仪表将振动过程中的物理量进行测量并记录下来。

传感器是振动测试系统中的一个重要组成部分，它具有独立的结构形式。

按照被测物理量来分类，传感器可以分为位移传感器、速度传感器和加速度传感器；按照工作原理来分类，传感器可以分为机械式传感器和电测传感器（包括磁电式、压电式、电感式、应变式）两大类。

在本节中，主要介绍各类振动参量测试仪器及传感器的基本原理、构造与使用方法。

一、惯性式传感器惯性式传感器有位移、速度及加速度传感器三种。

它的特点是直接对机械量（位移速度、加速度）进行测量，故输入、输出均为机械量。

常用的惯性式位移传感器有：机械式测振仪、地震仪等。

惯性式传感器的工作原理及其特性曲线在振动传感果中最具有代表性，其他类型传感器大都是在此基础上发展而得到的。

在惯性式传感器中，质量弹簧系统将振动参数转换成了质量块相对于仪器壳体的位移，使传感器可以正确反映振动体的位移、速度和加速度。

但由于测试工作的需要，传感器除应正确反映振动体的振动外，还应不失真地将位移、速度和加速度等振动参量转换为电量，以便用电量进行量测。

一般地，桥梁结构、厂房、民用建筑的一阶自振频率在零点几到十几赫兹之间，这就要求传感器具有很低的自振频率。

为降低an，必须加大质量块m。

因此一般惯性式位移传感器的体积较大也较重，使用时对被测系统有一定影响，特别对于一些质量较小的振动体就不太适用。

当被测对象振动频率与惯性式传感器的固有频率之比变化时，可以测量不同的振动参量。

更接近于物此时，测得的壳体位移接近于物体的位移。

若选用较大的阻尼系数，δ体位移，此时惯性式传感器可用于动位移的测量，故称为位移传感器。

电机试验之电机振动测试

一二电机试验之电机振动测试简述振动测试是电机测试过程中重要的测试项目，电动机振动会加速电机轴承的磨损，使轴承的寿命使用周期大大缩短，且在运行过程中发出很大的噪声。

同时，电机振动降低其绕组绝缘。

因此，对新生产的电机或长时间运行的电机进行振动测试，可以有效的评估电机的工作状态，以期系统可靠持续运行下去。

电机振动测试系统组成电机振动测试过程中一般配合电机系统测试台架，电机台架可以运行于不同工况，满足不同工况模拟环境下的振动测试。

振动测试系统一般由振动传感器、采集及分析系统构成，振动传感器负责感知采集振动参数，而采集及分析系统则接收振动传感器信号，按照既定的分析运算算法获取相关的特征参数，同时，出具测试数据、波形等报表。

电机电机振动测试限值振动强度限值主要采用规定频率范围内所测得的振动速度、位移、加速度的宽带方均根值这三个测量量值的最大值来评价振动的强度。

一般的振动测试系统会测试记录当前的振动状况、转速、轴中心高度、测点位置等信息，同时综合评判电机振动情况。

不同的电机对于振动要求不一样，具体的测试限值标准一般参照《GB 10068 轴中心高为56mm及以上电机的机械振动振动的测量、评定及限值》，根据几种安装条件，轴中心高56mm及以上直流和三相交流电机的振动强度应不超过下表1所示的限值。

表1：不同轴中心高H(mm)用位移、速度和加速度表示的振动强度限值(方均根值)三四电机振动传感器选择振动传感器是将被测振动设备的振动参数转换成适当的电参数，从而方便采集与分析系统采集分析处理。

目前广泛应用的振动传感器为加速度型振动传感器，按照振动传感器的原理有以下几种：磁电式传感器、压电式传感器、电阻式传感器、电容式传感器。

按照传输方式又可分为：有线、无线。

被测电机的安装及测点分布为了保证电机振动测试的测量精度，不引入其他的振动干扰信号，应当保证电机安装在一个非常牢固的工装下。

原则上对轴中心高度不超过450mm的电机可以选择弹性安装，对轴中心高超过450mm时应当采用刚性安装。

传感器振动测试系统-方案介绍

Project Proposals用户单位: CDAFUC项目名称：电动振动系统系统型号：DC-100-2日期: 2020 年 10 月 04 日一、系统组成图（振动系统运行类似音响工作原理）二、系统配置组成序号设备名称型号数量功能说明1 电动振动台台体 DC-100 1台根据“导体在磁场中通电会产生运动”原理制作的用于振动试验的台体，提供垂直方向振动。

全套引进国外先进技术、工艺，主要部件均采用进口2开关式功率放大器 SA-2 1台将控制仪信号进行功率放大，并提供励磁和散热能源装置全套引进国外先进技术、工艺，主要部件均采用进口3 散热风机 FJ-200 1只为振动台体提供散热采用多项我公司低噪音强制风冷却等专利技术4 配件冷却风管 1只连接台体和散热风机的管道根据用户现场定制 5 附件附属电缆线 1套部件间连接的电缆线根据用户现场定制附属工具 1套标准配置，齐全工具。

如气源、扳手等，用户不必其他工具准备。

文本文件1套说明书、合格证等 6 振动控制仪 SC-20001套用于控制振动台运行含硬件接口箱1只1输入，2输出。

HP Z230工作站1套，软件：正弦软件选配件以下内容为用户根据具体需求选配件，配置及参数详见其具体方案书。

1高低温配合装置 1套用于配合高低温箱的附件，隔热、绝缘、保三、振动试验系统技术指标1、振动试验系统技术指标DC-100-2额定正弦推力 1kN (100kgf)额定随机推力 1kN (100kgf)额定冲击推力 2KN (200kgf)最大加速度 490m/s2 (50g)最大速度 2m/s最大位移 25mm p-p最大载荷 70kg工作频率范围 5~5000Hz动圈质量 2kg允许偏心力矩 250N.m台面尺寸 Φ110mm功放信噪比 ≥70dB功放开关频率 150kHz功放转换效率 ≥95%波形失真度 ≤0.3%功放设计标准符合5δ安全规范，全系列通过CE认证环境条件温度：0～40℃湿度：0～85%RH(不结露)电源电压 3φ380VAC±10% 50Hz 4.5KVA2 kVA 真正第4代功放（当前先进技术）功放额定输出功率高可靠性抗浪涌高压脉冲，符合5δ安全规范2、各部件技术指标介绍2.1 振动台体DC-100技术指标正弦推力 100kgf随机推力 100kgf rms冲击推力 200kgf频率范围 DC-5000Hz最大位移 25mmp-p最大速度 2 m/s最大加速度 50 g动圈直径 Φ110mm运动部件等效质量 2kg容许偏心力矩 250N.m载荷连接点 7台面螺钉尺寸（标准） M8-深162.2开关功率放大器技术指标SA-2功放安全设计标准符合5δ安全规范，高可靠性抗浪涌高压脉冲2007年全系列通过英国摩根实验室CE认证（电磁兼容和低功放电磁兼容标准电压指令），取得欧盟、美国等出口认证许可，工作方式智能型开关式 OTL直耦失真度＜0.3%（全频带）功放信噪比 ≥70dB2.3散热风机技术指标FJ-200工作方式离心式风机加装专业消噪音处理装置风机功率 0.75KW风量 4 m3/min风管长度 4m风压 -2100Pa尺寸（无包装）（L×W×H） 230mm×300mm×300mm重量（无包装）约11kg3、振动台体特色介绍概述电动振动发生机是电动式，利用放在恒定磁场中的线圈，当有电流通过时产生的力“弗莱明”左手定律,DC-200振动发生机是引进日本IMV公司技术和材料及关键件制造并返销日本IMV公司。

高精度振动测量系统的设计与实现

高精度振动测量系统的设计与实现一、引言振动是许多工程系统中不可避免的现象，对于精密设备和结构来说，准确地测量振动是至关重要的。

因此，设计和实现高精度振动测量系统具有重要意义。

本文将介绍一个高精度振动测量系统的设计与实现，包括系统的组成部分、工作原理以及实验结果等内容。

二、系统组成1. 传感器：选择适合精确测量的传感器是关键。

常用的振动传感器包括加速度传感器、速度传感器和位移传感器。

在本系统中，我们选择了（这里填写选用的传感器）作为振动信号的检测器。

2. 信号调理电路：振动传感器输出的信号往往是微弱的，需要经过放大、滤波等处理才能得到准确的测量结果。

因此，信号调理电路在高精度振动测量系统中起着至关重要的作用。

我们设计了（这里填写设计的信号调理电路），以确保传感器输出的信号能够被有效地处理。

3. 数据采集系统：经过信号调理电路处理后的信号需要被采集并送入计算机进行进一步的处理和分析。

因此，数据采集系统在高精度振动测量系统中扮演着至关重要的角色。

我们采用了（这里填写采用的数据采集系统），以实现对振动信号的准确采集和传输。

4. 数据处理与分析软件：最后，得到的振动信号需要经过软件处理和分析，以得出所需的振动参数。

我们编写了（这里填写编写的数据处理与分析软件），通过对采集的数据进行处理和分析，得出了精确的振动参数。

三、工作原理高精度振动测量系统的工作原理如下：1. 传感器将振动信号转换为电信号，并送入信号调理电路进行处理。

2. 信号调理电路对传感器输出的信号进行放大、滤波等处理，以确保信号质量和稳定性。

3. 处理后的信号被送入数据采集系统，经过采集和传输后，被送入计算机进行进一步处理。

4. 数据处理与分析软件对采集的数据进行处理和分析，得出振动参数，并可实时显示或记录。

四、实验结果我们对设计的高精度振动测量系统进行了实验验证，得到了如下结果：1. 系统的灵敏度：我们测试了系统的灵敏度，结果表明系统能够准确地检测到不同振动幅度的信号，并且具有较高的分辨率。

实验一测试系统的组成

x = B sin(ωt − ϕ) v = dy = ωB cos(ωt − ϕ)
dt a = d 2 y = −ω 2 B sin(ωt − ϕ )
dt 2
式中：B——位移振幅故有：
ω ——振动角频率
ϕ ——初相位
X =B V = ωB = 2πfB A = ω 2 B = (2πf )2 B
振动信号的幅值可根据上式中位移、速度、加速度的关系，分别用位移传感器、速度传感器或加速度传感器来测量，也可利用测振仪中的微分、积分功能来测量。
1、频谱分析：
为解决不同的问题，往往需要揭示信号不同方面的特征，可采取不同的描述方式。通常以三个变量域来描述信号，即时域描述、幅值域描述和频率域描述。在相应的变量域中对信号进行分析即是时域分析、幅值域分析和频域分析。
频谱分析是信号频域分析的一种。傅立叶变换是信号频谱分析中常用的一个工具，它把一些复杂的信号分解为无穷多个相互之间具有一定关系的正弦信号之和，并通过对各个正弦信号的研究来了解复杂信号的频率成分和幅值。对信号作频种。模拟式频谱分析仪以模拟滤波器为基础，从信号中选出各个频率成分的量值；数字式频谱分析仪以数字滤波器或快速傅立叶变换（FFT）为基础，实现信号的时-频关系转换分析。受算法的限制，FFT 对数据个数要求为 2 的幂乘，工程上常取的点数有 512、1024 等。
3）运行桌面 “INV1601 振动教学系统” 软件，在“分析模块选项”窗口，双击“双通道”，进入主分析窗口，可观察 1、2 两输入通道波形显示均为正弦波（采样参数中两通道单位都取 mV）。注意：虚拟分析仪的通道 1、2 与实验仪通道 1、2 相对应。
第 2 页共 14 页
测试技术实验指导书
请依据实验条件，规划测量方案，用分析仪的幅值计读出位移值 X（激励条件不变）。

基于PLC的自动化振动测试系统设计与实现

基于PLC的自动化振动测试系统设计与实现概述自动化技术的发展使得工业生产过程更加高效、精确，并且减少了人为因素导致的错误。

其中，自动化振动测试系统在机械制造、航空航天、汽车工业等领域中广泛应用。

本文将介绍基于PLC（可编程逻辑控制器）的自动化振动测试系统的设计与实现。

第一部分：系统需求分析在设计自动化振动测试系统之前，我们首先需要进行系统需求分析。

振动测试系统的主要目标是实时、准确地采集和分析物体的振动信号，以检测可能存在的缺陷和故障。

因此，系统需要满足以下需求：1. 实时采集振动信号：系统应能够快速、准确地采集振动信号，并将其传递给后续处理模块。

2. 数据处理与分析：系统需具备一定的信号处理和分析能力，能够实时监测和分析振动信号，并提供相应的报警和故障诊断功能。

3. 可远程监测和控制：系统应支持远程监测和控制，以方便操作人员对系统的管理和维护。

第二部分：系统设计与实现1. 系统硬件结构设计基于PLC的自动化振动测试系统的硬件结构包括传感器、PLC与电机控制器等组成部分。

传感器用于采集振动信号，PLC负责信号采集、处理与控制，电机控制器用于驱动被测物体。

各部分之间通过数据线进行连接。

2. 系统软件设计系统软件设计包括PLC程序设计、信号处理与分析算法设计，以及远程监控与控制应用程序设计等。

(1) PLC程序设计：根据系统需求分析，设计PLC程序实现振动信号的采集、处理与控制。

通过PLC的输入输出模块，将采集到的振动信号传递给信号处理模块，并对其进行实时分析和判断，从而触发相应的控制操作。

同时，PLC程序还需支持远程监测与控制功能。

(2) 信号处理与分析算法设计：根据振动信号的特点，设计相应的信号处理与分析算法。

常用的算法包括傅里叶变换、小波变换等，以提取信号的频率、幅值等特征参数，并进行故障诊断与报警。

(3) 远程监控与控制应用程序设计：通过互联网与PLC进行通信，设计远程监控与控制应用程序。

该程序可实现对系统的远程监测、参数设置、故障诊断等功能。

振动试验系统测试报告

振动试验系统测试报告一、系统组成:BTH-1208LS数据采集卡、CT5210恒流适配器、传感器：CT1005L〔电荷灵敏度为〕、CT1010LC〔电荷灵敏度为〕、CT1050LC〔电荷灵敏度为505mV/g〕，DAQami数据采集应用软件二、系统参数设置：1、通道设置：如图1所示，设置3个模拟输入通道，其中AI0代表CT1005L ，AI1代表CT1010LC ，AI2代表CT1050LC。

在图表中分别用红色，黄色，绿色表示。

量程选择±5V。

图1 通道配置2、采样率设定：如图2，采样率配置为1000采样点/秒/通道。

图2 采样率配置三、测试试验本测试设置两种试验，敲击试验〔用手敲击适配器顶端〕和来电振动试验。

1、敲击试验：将实验仪器顺次连接起来，如图3所示。

图4 单独应用CT1005L时的波形图图5 单独应用CT1010LC时的波形图图6单独应用CT1050LC时的波形图图7三个传感器同时应用时的波形图从图4—7可看出，在受到同样的外界振动〔用手敲击〕时，CT1005L对振动的反应很不灵敏，CT1010LC对振动的反应也不灵敏，而CT1050LC对振动反应很灵敏，能清楚的反应出它每次受到的振动。

2、来电振动试验系统连接图如图8所示图8 来电振动试验系统依次单独开启通道AI0、AI1、AI2，当来电振动时，采集软件中采集到的波形如图9、10、11所示。

图9 单独应用CT1005L时的波形图图10单独应用CT1010LC时的波形图图11单独应用CT1050LC时的波形图如图9—11所示，CT1005L与CT1010LC对来电振动反应不灵敏，CT1050LC 对来电振动反应很灵敏。

四、试验结论：用的传感器灵敏度有关。

正确选用传感器可提高试验的成功率和精度。