7模块振动检测上
vb7测振仪使用手册
vb7测振仪使用手册使用vb7测振仪进行设备诊断可分为三个环节：准备工作、诊断实施和决策验证，这三个环节可归纳为以下六个步骤。
1、了解测量对象。
在测量设备状态之前应该充分了解诊断对象的结构参数、运行参数和设备本身的状况等。
2、确定测量方案。
包括下列内容：（1）测点的选择。
应满足下列要求：①测点要尽可能靠近振源，对振动反应敏感，减少信号在传递途中的能量损失。
②有足够空间放置传感器。
③符合安全操作要求，由于现场振动测量是在设备运转状态下进行，所以必须保证人身和设备的安全。
此外，vb7相较于其他的测振仪，最有特色的就是多出了轴承状态检测的功能，这点很重要。
因为，轴承是设备的关键，也是监测振动的理想部位，转子上的振动直接作用在轴承上，并通过轴承把机器与基础连接成一个整体，轴承部位的振动信号体现了设备基础的振动状况。
最后，设备的地脚、机壳、进出口管道、基础等部位也是测量振动的常设测点。
（2）测量单位的选择。
通常按下列原则：低频振动（<10Hz）采用位移测量；中频振动（10～1000Hz）采用速度测量；高频振动（> 1000Hz）采用加速度测量。
对大多数机器来说，最佳诊断参数是振动速度，因为它是反映振动强度的理想参数，所以国际上许多振动诊断标准（如ISO10816-3）都是采用速度的有效值作为判断参数。
在选择测量参数时必须与采用的判别标准所使用的参数相一致，否则判断状态时将无据可依。
3、进行振动测量。
如没有特殊情况，每个测点须测量水平（H）、垂直（V）和轴向（A）三个方向，测量数据最好用表格做好详细记录。
4、判别振动状态。
（1）绝对判定标准。
目前最为广泛使用的是VIB05仪器内置的国际最新的振动等级标准：ISO10816-3。
（2）相对判定标准。
对同一设备，在同一部位定期测试，按某个时刻的正常值作为判定基准，根据实测值与基准值的倍数进行设备状态判定。
（3）类比判定标准。
对多台同样设备在相同条件下运行时，通过对各设备同一部位的测量值进行相互对比来判定设备状态。
传感器与测试技术7 振动的测量
在加速度计与被测物之间涂一层硅胶，可改善冲击状
态，有利于高频响应。
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7.2 测振传感器
7.2.3 接触式测振传感器的校准 ⑴ 绝对法 拾振器固定在校准用的标准振动台上，由正弦信号发生器
发出标准信号，经功率放大器放大，推动振动台，用激光干涉 振动仪直接测量振动台的振幅，在与被校准拾振器的输出进行 比较，从而确定拾振器的灵敏度。可以同时测量频率响应。
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7.1 概述
（3）测振放大器 它将测振传感器转换后的电信号加以放大 ，以便分析设备
的后续分析、处理以及记录显示仪器的记录、显示、绘图等。 常用的测振放大器类型有电荷放大器、电压放大器和调制型放 大器等。
（4）分析设备 主要有频谱分析仪，可分为模拟式和数字式两大类。
（5）记录显示仪器 根据振动测量的不同目的，可将振动测量结果以数据或图
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惯性式位移传感器的相频特性
② 速度传感器
7.2 测振传感器
x y0 0
(n)2 1(n)2 242(n)2
动态特性与位移传感器相同
③ 加速度传感器
y0
x0 2
1
2 n
1(n)2 242(n)2
y0
x0
2 n 2
1
1(n)2 242(n)2
质量元件相对壳体的位移与被测振动加速度成正比 。
惯性传感器的质量元件相对于外壳的运动与被测物体的运 动规律一样。
其振幅比与相位差值由传感器的固有频率及阻尼比的大小 来确定。
讨论： ① 位移传感器
n ，0.6~0.7低频只能保证幅值精度，无法保证
内科大安全环境监测技术教案第7章 振动检测
【课堂教学小结】3分钟）1、振动与噪音本质上相同，只是频率和传播介质不同。
2、我们所学振动检测，重点掌握环境振动的检测，适合我们矿业的作业场所。
参考位置等优点，由于它的脉冲响应优异，更适合于冲击的测量。
CI=史=2力V=Q时)2Adt4)拾振器的充分利用一般情况尽量用同参数相应的传感器进行测量，也可用电学微积分原理进行测量，但测量误差较大。
7.4拾振器7.4.1 压电式加速度计1.1.1 工作原理(1)组成：压电晶体、弹簧元件、外壳、引线。
(2)原理：(图示说明)2)特点体积小、灵敏度高、测量频率宽。
3)主要参数(1)灵敏度:输出量的变化与输入量变化的比值(2)安装方法与上限频率(3)前置放大器与下限频率(4)横向灵敏度(5)动态范围(6)环境影响程度1.1.2 磁电式速度计1)结构原理(1)组成：线圈、磁钢、顶杠、弹簧片、附件。
(2)原理：切割磁力线产生感生电动势(图示说明)。
2)特点a.只能测量质点振动b.可以做成相对和绝对两种(约20分钟) (约20分钟)c.输出幅度大d.输出阻抗低e.体积较压电式大1.1.3 拾振器的合理选择1）自振频率和工作频率的选择2）灵敏度的选择3）测量范围的选择4）测量内容的选择（本节无作业）【课堂教学小结】（3分钟）1、振动测量主要是根据振动类型正确选择拾振器;2、合理布置拾振器；3、准确分析测量结果。
（约12分钟）举例课程名称：安全环境监测技术7∙6测振仪的校准与标定1）标定内容X⑴拾振器灵敏度标定在振动台上进行，fW200Hz,a≤10g灵敏度Sv=U∕Xa=4π2f2A A为振幅读书；U为输出电压；f为频率（2）实验室条件下的二次标定2）频率特性的标定（1）频率响应：测频带（带宽）⑵谐振频率7.7振动允许标准（约20分钟）D人体允许振动标准（246页）人体可以通过各种感受器接收振动的信息，并通过大脑对振动作出相应的反应和判断。
根据振动对人影响的程度，可以建立振动的评价标准。
2024重庆市南开中学高三下学期第七次质量检测物理试题及答案
重庆市高2024届高三第七次质量检测物理试题2024.3命审单位：重庆南开中学考生注意：1．本试卷满分100分，考试时间75分钟。
2．考生作答时，请将答案答在答题卡上。
必须在题号所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．大熊猫是我国的国宝，其憨态可掬的形象深受全世界人们的喜爱，通过大熊猫，我国与诸多国家建立了良好的合作贸易关系。
如图，是一只大熊猫静静的躺在一树枝上，则树对熊猫的作用力方向为（）A ．竖直向下B ．竖直向上C ．沿树枝向上D ．垂直树枝向上2．下列说法正确的是（）A ．比结合能较大的原子核转化成比结合能较小的原子核时，会释放能量B ．光电管实验中，若用黄光和蓝光都能产生光电流，则黄光的遏止电压更大C ．α粒子散射实验发现，绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进D ．一个处于4n =能级上的氢原子向低能级跃迁时，最多可以产生6种频率的光子3．如图，一粗糙的水平木板以速度1v 向右做匀速直线运动，一可视为质点的煤块从木板上的某点P 以垂直于1v 的速度2v 滑上木板，则煤块在木板上留下的痕迹可能是（）A ．B ．C ．D ．4．我国的光纤通信技术处于世界领先水平。
光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，其侧截面如图所示，一束复合光以入射角i （0i ≠）从轴心射入光导纤维后分为a 、b 两束单色光，下列说法正确的是（）A ．a 的折射率比b 的大B ．a 在真空中的波长比b 的小C ．在内芯介质中a 的传播速度比b 的小D ．用a 、b 光分别照射同一双缝干涉实验装置，a 光的相邻亮条纹间距比b 光的大5．为了研究波的传播，小南利用一波源起振器产生的波进行观察，已知起振器位于O 点，0t =时开始振动，2s t =时的波形图如图所示，则 5.5s t =时，O 点的位移为（）A ．4cmB ．4-cmC ．cmD ．-cm6．双星系统由两颗恒星组成，若某双星系统中的两恒星经过长时间的演化，总质量变为原来的n 倍，距离变为原来的k 倍，则周期变为原来的多少倍（）A B C D7．如图所示，空间存在水平向右、大小为E =的匀强电场，小开将一质量为m ，带量为q +的小球从空中某处以大小为v ，方向和竖直方向成60︒夹角斜向上抛出，若小球落地时速率为2v ，重力加速度为g ，则小球在空中运动的时间为（）A ．2v gB ．v gC ．32v gD ．2v g二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。
VIB07振动分析仪在电机状态监测中的应用
VIB07振动分析仪在电机状态监测中的应用摘要：利用VIB07振动分析仪的数据采集、分析和处理等功能，对传动设备进行离线式检测和趋势跟踪。
它具有便捷性、实用性、准确性和频谱分析等特性。
用于检测、记录和跟踪机器状态，发现设备异常，对常见的机器振动问题进行故障诊断和趋势监测。
关键词：振动诊断；频谱；冲击；电机；传动1 前言电机的可靠性及稳定性，直接关系到生产装置的长期平稳运行。
化工企业的机泵常见故障可分为滚动轴承故障、转子不平衡、不对中、基座或装配松动、转子与定子摩擦、耦合不良和齿轮机构振动等。
运行设备的故障状态判断与趋势发展分析尤为重要，是否停机、何时停机，需要明确的理论依据作为指导。
VIB07振动分析仪相比传统诊断方法，它具有易操作，可直接获取轴承损伤程度、诊断快捷、准确，适合所有电机传动领域的特点。
2 VIB07分析仪VIB07型号的仪器具备如下检测功能：总振动值测量（速度、加速度和位移），轴承状态值（Bg、 Bv和Env），带激光测点指示的红外测温，以及耳机听诊器功能。
VIB07具备振动分析功能，提供400线频谱分析能力。
可分析的频谱为低频速度谱、中频速度谱、高频加速度谱、和解调谱。
仪器可通过USB接口或蓝牙通讯进行巡检任务下载和测试数据上传，利用随机提供的 CM-Trend软件管理机器测点、巡检任务和测量数据，进行报警、趋势监测、故障分析和报告。
3 振动测量方法将振动加速度传感器连接仪器的BNC输入接口，并将传感器通过磁座或螺钉固定在合适的测点位置上。
测量位置的选择应当遵循的3个原则：即设备的直接接触面；信号传递路径；承载区域。
3.1 现场测量测量功能包括如下项目：振动测量、轴承状态、听诊器、温度测量、频谱分析。
进行上述各项测量可在主菜单用上下左右方向键选择对应的测量功能图标，按确定键进入相应测量界面。
每次测量结束后直接退出，不能保存数据。
3.2 路径巡检采集在进行路径采集前，首先由PC 机CM-Trend软件将路径传送到仪器，然后携仪器到区域/机器现场，按照测量定义逐点采集每个机器测点的数据，直到采集完所有预定采集的机器和测点，结束一个路径采集任务。
FM模块测试用例(p707)
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分别在FM背景播放时选择播放音乐 停止音乐的播放 关闭FM，之后播放音乐，并在音乐背景播 21 放时选择播放FM 停止FM 22 用例编号：FM_009 测试说明：一键返回验证 验证功能点：一键返回验证 19 20 分别在FM背景播放为开和关情况下在FM 收听界面按待机界面键
1
2
FM背景播放设置为开，之后分别在FM录 音界面、FM定时录音界面、调频收音机选 项菜单界面、频道清单界面、频道编辑界 面、设置界面、FM定时录音设置界面等相 关界面执行按待机界面键操作
充电模块振动试验方法
充电模块振动试验方法《充电模块振动试验方法：超有趣秘籍大放送！》嘿，宝子们！今天我要跟你们唠唠这个充电模块振动试验方法，就像是分享我的独家宝藏秘籍一样。
这可是我在实践中摸爬滚打总结出来的，包你们一看就懂。
首先呢，咱得把这个舞台搭好，也就是准备工作要做足。
这就好比你要做饭，得先把锅碗瓢盆准备齐了。
咱得找一个合适的振动试验台，这个试验台就像是咱们的魔法舞台，得能够产生不同频率和幅度的振动。
可不能随便找个晃晃悠悠的桌子就当试验台啊，那可就乱套了，就像你穿着拖鞋去参加马拉松比赛，根本不是那么回事儿。
然后呢，把咱们的主角——充电模块请出来。
这个充电模块就像是个小宝贝，要轻拿轻放。
在把它安装到振动试验台上的时候，就像给小宝贝找个舒服的座位，得固定得稳稳当当的。
我曾经就有一次，没固定好，结果振动试验一开始，那充电模块就像个调皮的小泥鳅，在台上乱蹦跶，数据全乱了，可把我急得像热锅上的蚂蚁。
所以啊，固定这一步可千万要做好，螺丝拧紧，夹具夹好，确保充电模块在振动的时候不会乱跑。
接下来就是设定振动参数啦。
这就像是给厨师设定做菜的火候和调料的量一样。
我们要根据充电模块的规格和使用环境来设定振动的频率、幅度还有持续时间。
比如说，如果这个充电模块是用在比较颠簸的交通工具上，那振动的幅度可能就得设得大一点，频率也得高一些，就像你在坐过山车的时候，那种起伏和摇晃就比较剧烈。
这个时候你就得参考一些标准或者以前的经验数据了。
要是你瞎设一通，就像你做菜乱放调料，最后出来的结果肯定是一塌糊涂。
好啦，一切准备就绪，就可以开始振动试验了。
这个时候你就像个导演，看着你的“演员”（充电模块）在舞台（振动试验台）上表演。
你得在旁边盯着，看看充电模块有没有什么异常情况。
比如说有没有发出奇怪的声音，就像人咳嗽或者打喷嚏一样，那可能就是哪里出问题了。
或者看看有没有零件松动或者脱落，这就像你衣服上的扣子掉了一样，虽然是个小问题，但也可能影响整体的功能。
2023-2024(上) 全品学练考 高中物理 选择性必修第一册模块综合测评含答案
2023-2024（上）全品学练考高中物理选择性必修第一册模块综合测评一、单项选择题1.[2022·北京八中月考] 2022年9月21日7时15分,在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭成功发射云海一号03星.现将火箭发射看成如下模型:静止时火箭总质量M=21 kg,火箭喷气发动机竖直向下喷出质量m=1000 g的高温气体,气体被喷出时相对地面的速度大小v0=840 m/s,火箭获得某一速度发射出去.火箭喷出气体的过程中空气阻力可忽略不计,则火箭获得的速度大小为()A.40 m/sB.42 m/sC.420 m/sD.4000 m/s2.如图甲所示,在均匀介质中的一条直线上的两个振源A、B相距6 m,振动频率相等.t0=0时刻A、B开始振动,且都只振动一个周期,振幅相等,A的振动图像为图乙,B的振动图像为图丙.若由A向右传播的机械波与由B向左传播的机械波在t1=0.3 s时恰好相遇,则下列判断正确的是()A.两列波在A、B间的传播速度大小均为10 m/sB.两列波的波长都是4 mC.在两列波相遇过程中,中点C为振动加强点D.t2=0.75 s时刻B点经过平衡位置且振动方向向下3.如图所示为长直光纤,柱芯为玻璃,外层用折射率比玻璃的折射率小的介质包覆.若光线自光纤左端进入,与中心轴的夹角为θ,则下列有关此光线传播方式的叙述正确的是()A.不论θ为何,光线都不会发生全反射B.不论θ为何,光线都会发生全反射C.θ够小时,光线才会发生全反射D.θ够大时,光线才会发生全反射4.工厂测机器转速可用一种振动式转速计,它是由十几个安装在同一支架上的钢片做成,每个钢片的固有频率都不相同.使用时,将振动式转速计固定在机器的某个位置,受机器转动的影响,钢片会跟着振动,通过比较钢片的振动情况可知机器的转速.下列说法正确的是()A.机器工作时钢片的振动频率都不相同B.机器工作时所有钢片的振动幅度都相同C.若机器的转速为3600 r/min,则稳定时固有频率为60 Hz的那一个钢片振动幅度最大D.若机器转速增加则所有钢片的振动幅度都会增加5.在水槽里放两块挡板,中间留一个狭缝,观察水波通过狭缝后的传播情况,图甲、乙是保持水波的波长不变,改变狭缝的宽度,观察水波的传播情况变化;图丙、丁、戊是实验时拍摄波长不同的水波通过宽度一定的狭缝的照片,在丙、丁、戊三幅照片中,波长分别是狭缝宽度的710、510、310,对比这三张照片观察衍射现象与波长、狭缝宽度的关系.该实验现象表明()波长一定的水波通过宽度不同的狭缝波长不同的水波通过宽度一定的狭缝A.只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比波长小,才能观察到明显的衍射现象B.只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小,才能观察到明显的衍射现象C.图戊可以得出,波长比狭缝小太多就不会发生衍射现象D.图戊甲可以看出,狭缝宽度再增加就不会发生衍射现象6.[2022·浙江瑞安中学期中] 物体的运动状态可以用位置x和动量p描述,称为相,对应p-x图像中的一个点.物体运动状态的变化可用p-x图像的一条直线或曲线来描述,称为相轨迹.如图所示,在光滑的水平面上,轻弹簧的左端固定,一个小物体(可视为质点)与弹簧右端相连,弹簧开始处于原长,现向左推动物体压缩弹簧,压缩长度为l后由静止释放.已知弹簧的形变量为x时,弹性势能为12kx2.以弹簧原长位置为坐标原点O,向右为正方向建立x轴,则物体经过O点后向右运动时的相轨迹可能是()A B C D7.如图甲所示,同一均匀介质中的一条直线上有相距10米的两质点A、B,C为AB中点,从0时刻起,波源A、波源B同时开始振动,且波源A发出的波只向右传,波源B发出的波只向左传,图乙为A的振动图像,图丙为B的振动图像,若A向右传播的波与B向左传播的波在0.5 s时相遇,则下列说法正确的是()A.两列波的波长均为2 mB.两列波在A、B间传播的速度大小均为5 m/sC.在两列波相遇的过程中,在t=0.7 s时,C点的振动加强D.在B的右边有一观察者向右运动,观察者接收到的频率大于5 Hz二、多项选择题8.如图甲所示,一细线连接小球做单摆小角度振动,不计空气阻力.从小球某次向右通过最低点时开始计时,相对平衡位置的位移x随时间t变化图像如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2.关于单摆的振动过程说法正确的是 ()A.单摆的摆长约为1 mB.最大偏角约为7100rad≈4°C.在第1 s末细线的拉力最小D.细线的张力大小变化周期为2 s9.如图所示,墙上固定着一根长为L的光滑水平杆,小球套在杆上,两根完全相同的原长为0.6L的橡皮筋一端固定在墙上,另一端与小球连接.小球从杆的中点以初速度v向左运动,小球将做周期为T的往复运动,且运动过程中始终未与墙相碰.已知弹簧振子的周期T0=2π√mk(k为某个系数),则下列说法不正确的是()A.小球做简谐运动B.两根橡皮筋的总弹性势能的变化周期为TC.小球的初速度为v3时,其运动周期为3TD.小球的初速度为v3时,其运动周期仍为T10.如图是双缝干涉实验装置的示意图,S为单缝,双缝S1、S2之间的距离是0.2 mm,P为光屏,双缝到屏的距离为1.2 m.用绿色光照射单缝S时,可在光屏P上观察到第1条亮纹中心与第6条亮纹中心间距为1.500 cm.若相邻两条亮条纹中心间距为Δx,则下列说法正确的是()A.Δx为0.300 cmB.增大双缝到屏的距离,Δx将变大C.改用间距为0.3 mm的双缝,Δx将变大D.换用红光照射,Δx将变大三、实验题11.[2022·天津实验中学期中] “利用单摆测重力加速度”的实验中:(1)用游标卡尺测量小钢球直径,读数如图所示,读数为mm;(2)下列最合理的装置是;A B C D(3)测单摆周期时,当摆球经过平衡位置时开始计时并计1次,测出经过该位置N次所用时间为t,则单摆周期为T=;(4)该同学根据实验数据,利用计算机拟合得到的方程为T2=4.04l+0.05.由此可以得出当地重力加速度g= m/s2(π取3.14,结果保留2位有效数字),从方程中可知T2与l没有成正比关系,其原因可能是.A.计算摆长时,可能加了小球的直径B.小球摆动过程中,可能摆角太大C.开始计时时,小球可能在最高点D.计算摆长时,可能只算了绳长12.[2022·浙江嘉兴一中期中] 下图为“验证动量守恒定律”的实验装置,实验中选取两个小球,按下面步骤进行实验:①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2;②安装实验装置,使斜槽的末端切线水平;③先不放小球m2,让小球m1从斜槽顶端由静止释放,标记小球在水平桌面上的落点位置;④将小球m2放在斜槽末端,仍让小球m1从斜槽顶端由静止释放,两球发生碰撞,分别标记小球m1、m2在水平桌面上的落点位置;⑤图中M、P、N点是实验过程中记下的小球在水平桌面上的三个落点平均位置,测出M、P、N点到斜槽末端的水平桌面投影点O点的距离,分别标记为s M、s P、s N.依据上述实验步骤,请回答下面问题:(1)两小球的质量m1、m2应满足关系m1m2(选填“>”“=”或“<”);(2)实验过程中,以下所提供的测量工具中必需的是;A.直尺B.游标卡尺C.天平D.弹簧秤E.秒表(3)本实验操作中,下列说法正确的是;A.斜槽轨道必须是光滑的B.可选用塑料材质的小球C.入射小球m1每次都需从斜槽上的同一位置无初速度释放D.入射小球m1与被撞小球m2的半径必须相等(4)用实验中测得的数据来表示,只要满足关系式,就能说明两球碰撞前后动量是守恒的.四、计算题13.沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图甲中实曲线所示,在t=1.5 s时刻的波形如图甲中虚线所示,该波中某质点的振动图像如图乙所示.(1)求波的传播速度大小; (2)判断波的传播方向;(3)判断x=1.5 m 处的质点在t=0.15 s 时的位置; (4)求x=5 m 处的质点经1 s 通过的路程.14.[2022·厦门外国语学校期中] 如图所示为截面为半圆形的玻璃砖,一束波长λ=5×10-7 m 的激光从沿圆心O 与直径成45°射入半圆形玻璃砖,在O 点恰好发生全反射,从圆面水平射出后,进入双缝干涉装置,已知R=0.3 m,双缝间距d=2×10-4 m,光屏离双缝l=1 m,光在真空中的传播速度为c=3×108 m/s,求: (1)玻璃砖对该光线的折射率n ; (2)光线在玻璃砖中传播的时间t ; (3)光屏上相邻亮条纹的间距Δx.15.半径均为r 的14圆轨道AB 与14圆管轨道BC 在B 点平滑对接,固定放置在竖直平面内,轨道在最低点A 的切线水平、在最高点C 的切线水平,两轨道的内壁均光滑.在光滑的水平地面上,让质量为m2的小球甲(视为质点)以一定的水平初速度与前方静止的质量为m 的小球乙(视为质点)发生弹性碰撞,小球乙以一定的速度滑上轨道,重力加速度为g.(1)若小球乙到达C 点时受到的弹力刚好为0,求小球乙在A 点受到的支持力大小;(2)若小球乙到达C 点时对管的上壁有压力,求A 点时轨道对乙的支持力大小与C 点时轨道对乙的压力大小之差;(3)若小球乙离开C 点做平抛运动的水平位移为2√2r ,求甲与乙碰撞之前的速度大小.模块综合测评1.B[解析] 喷出气体过程中重力和空气阻力可忽略不计,在火箭发射的过程中二者组成的系统在相同竖直方向的动量守恒;以喷出气体的速度方向为正方向,由动量守恒定律得mv0+(M-m)v=0,代入数据解得v=-42 m/s,负号表示方向向上,故选B.2.A[解析] 由题意得v=ΔxΔt =60.3×2m/s=10 m/s,A正确;T=0.2 s,λ=vT=2 m,B错误;中点C到两波源的距离都是半波长的奇数倍,因两波源的振动是反相位的,所以中点C为振动减弱点,C错误;t2=0.75 s时,B点在负向最大位移处,D错误.3.C[解析] 发生全反射的条件之一是入射角i要大于或等于临界角C,即光线传播到分界面时的入射角i 应满足i=90°-θ≥C,即θ≤90°-C,故C正确.4.C[解析] 机器工作时钢片均做受迫振动,振动频率等于机器振动的频率,故相同,A错误;机器工作时钢片的振动幅度不同,机器振动的频率接近其固有频率的钢片振动幅度最大,B错误;若机器的转速为3600 r/min,即60 r/s,则稳定时固有频率为60 Hz的那一个钢片发生共振,振动幅度最大,C正确;驱动力的频率接近固有频率时会使振幅增大,远离固有频率时会使振幅减小,故机器转速增加,有的钢片振动幅度增加,有的钢片振动幅度减小,D错误.5.B[解析] 由图甲、乙可知,波长一定时,狭缝越窄衍射现象越明显;由图丙、丁、戊可知,狭缝一定,波长越大衍射现象越明显.只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小,才能观察到明显的衍射现象,选项A错误,B正确;图戊可以得出,波长比狭缝小太多同样会发生衍射现象,只是衍射现象不明显,选项C错误;图甲可以看出,狭缝宽度再增加也会发生衍射现象,只是衍射现象不明显,选项D错误.6.C[解析] 设物体运动到位置x时速度为v,根据机械能守恒定律有12kl2=12kx2+12mv2,解得v=√km(l2-x2),所以动量为p=mv=√mk(l2-x2),故选C.7.C[解析] 波速由介质决定,则两波在同一均匀介质中传播波速相同,设为v,则有x AB=2vt,代入数据解得v=10 m/s,由图知A的周期T A=0.2 s,则波长为λA=vT A=2 m,由图知B的周期T B=0.4 s,则波长为λB=vT B=4 m,故A、B错误;A向右传播的波与B向左传播的波在0.5 s时相遇,即在C点相遇,再经过0.2 s就到了t=0.7 s时刻,由图乙可知A波再经过0.2 s处于平衡位置向上振动,由丙图可知B波再经0.2 s处于平衡位置向上振动,故此时C点是振动加强,故C正确;由题可知,B的右边只接收到波源A传过去的波,A波的频率为f=1T A=5 Hz,当在B的右边有一观察者向右运动时,远离波源A,根据多普勒效应,接收频率小于波源频率5 Hz,故D错误.8.AB[解析] 单摆的周期T=2 s,根据T=2π√Lg可得摆长L=gT 24π2=10×224×3.142m≈1 m,选项A正确;最大偏角约为θ≈tan θ=AL=7100rad≈4°,选项B正确;在第1 s末摆球在最低点,则此时细线的拉力最大,选项C错误;细线的张力大小变化周期为1 s,选项D错误.9.BC[解析] 小球在杆中点受两橡皮筋的弹力处于平衡状态.当小球移动时,一个弹力增大,另一个弹力减小,两弹力反向,根据ΔF=kΔx,可知,两橡皮筋弹力变化大小相等,两弹力提供的合力大小随位移均匀变大.当右侧橡皮筋变为伸长状态后,两弹力同向,合力随位移仍均匀变大,故小球做简谐运动,A正确;小球从杆中点到最大位移处,再返回至杆中点的过程为两根橡皮筋的总弹性势能的变化周期,即T2,B错误;根据T0=2π√mk,简谐运动过程的周期不变,C错误,D正确.10.ABD[解析] 第1条亮纹中心与第6条亮纹中心间距为1.500 cm,则相邻两条亮条纹中心间距为Δx=1.5005cm=0.300 cm,故A正确;根据双缝干涉的条纹间距公式Δx=Ldλ可知,增大双缝到屏的距离L,Δx将变大,故B正确;由Δx=Ldλ可知,增大双缝的距离d,Δx将变小,故C错误;换用红光照射,即光的波长λ变长,由Δx=Ldλ知Δx将变大,故D正确.11.(1)9.7或9.8(2)D(3)2tN-1(4)9.8 D[解析] (1)用游标卡尺测量小钢球直径读数为9 mm+0.1 mm×7=9.7 mm.(2)固定摆线时要用铁夹夹住固定,防止摆球摆动时摆长变化;摆球要用质量大体积相对较小的铁球,以减小相对阻力;摆线要用无弹力的细丝线,故选D.(3)单摆周期为T=t N-12=2t N-1.(4)根据T=2π√lg 可得T2=4π2gl,则4π2g=4.04,解得g=9.8 m/s2;由T2=4.04l+0.05可知图像在纵轴上有正截距,可能是计算摆长时忘记加上了小球的半径,即计算摆长时只算了绳长;若是计算摆长时加了小球的直径,则图像在纵轴出现负截距;而摆角大小对周期无影响;而开始计时时小球在最高点,可能会造成测量周期的误差,则对图像的斜率有影响,从而影响重力加速度的测量值,综上所述,选项D正确,A、B、C错误.12.(1)>(2)AC(3)CD(4)m1s P=m1s M+m2s N[解析] (1)为了防止入射球碰后反弹,一定要保证入射球的质量大于被碰球的质量,即m1>m2;(2)要验证动量守恒定律,需测量小球的质量和三个落点到O点的距离,故提供的测量工具中必需的是AC;(3)实验要求小球每次从斜槽未端抛出时的速度相同,所以每次应从斜槽上同一位置由静止释放小球,但斜槽是否光滑对上述要求无影响,即斜槽不必光滑,故A错误,C正确;为了更好的完成实验应该用密度大的钢球,碰撞效果更明显,塑料球碰撞时能量损失大,运动的距离小,实验结果误差大,故B错误;为了使小球发生对心碰撞且碰后不被反弹,要求入射小球质量大于被碰小球质量,入射小球和被碰小球的半径必须相同,故D正确.(4)小球离开轨道后做平抛运动,因为抛出点的高度相等,所以小球做平抛运动的时间t相等,小球做平抛运动的初速度越小,水平位移越小,两球碰撞后入射球的速度变小,小于碰撞前入射球的速度,且小于被碰球的速度,碰撞后入射球的水平位移变小,入射球的水平位移小于被碰球的水平位移,由图示可知,入射小球前后两次的落地位置分别为P、M两点,被碰球落地位置是N,设碰撞前入射球的速度大小为v0,碰撞后入射球速度大小为v1,被碰球速度大小为v2,碰撞过程系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得m1v0=m1v1+m2v2,小球做平抛运动的时间t相等,两边同时乘以t,则有m1v0t=m1v1t+m2v2t,则m1s P=m1s M+m2s N,所以只要满足关系式m1s P=m1s M+m2s N,就能说明两球碰撞前后动量是守恒的.13.(1)10 m/s(2)沿x轴负方向传播(3)波谷,坐标(1.5,-14)(4)140 cm[解析] (1)由图甲知,波长为λ=4 m由图乙知,周期为T=0.4 s波的传播速度大小为v=λT =40.4m/s=10 m/s(2)在0~1.5 s内波沿传播方向传播距离为x=vt=10×1.5 m=15 m且15 m=3λ+3 m因此可知实曲线向左平移3个波长再加3 m得到虚线图线,则波沿x轴负方向传播(3)0~0.15 s 内波沿x 轴负方向传播距离为x=vt=10×0.15 m =1.5 m因此x=1.5 m 处的质点在t=0.15 s 的状态与x=3 m 处质点在t=0时刻状态相同,处于波谷位置坐标为(1.5,-14)(4)由于t=1 s =2.5 T在5 m 处质点经1 s 通过的路程为10个振幅,该质点经1 s 通过的路程为 s=10A=10×14 cm =140 cm14.(1)√2 (2)2√2×10-9 s (3)2.5×10-3 m [解析] (1)根据临界角与折射率的关系可得 n=1sinC=1sin45°=√2(2)光线在玻璃中的传播时间为t=2R v根据光在介质中的传播速度v=cn解得t=2√2×10-9 s(3)根据条纹间距与波长的关系可得Δx=ld λ=12×10-4×5×10-7 m =2.5×10-3 m15.(1)6mg (2)6mg (3)32√6gr[解析] (1)小球乙到达C 点时所受弹力为0,由牛顿第二定律可得mg=m v C 2r小球乙从A 点到C 点,由动能定理有-mg×2r=12mv C 2-12mv A 2小球乙在A 点,由牛顿第二定律可得F A -mg=m v A 2r联立解得F A =6mg(2)设小球乙在A 、C 两点的速度分别为v A '、v C ',对小球乙受力分析,在A 点,由牛顿第二定律有 F A '-mg=mv A '2r在C 点,由牛顿第二定律有 F C '+mg=m v 'C 2r小球乙从A 点到C 点,由动能定理有-mg×2r=12mv C '2-12mv A '2联立解得F'A -F'C =2mg+mv 'A 2r-m v 'C2r=6mg(3)小球乙离开C 点,由平抛运动规律可知,水平方向有2√2r=v C t 竖直方向有2r=12gt 2乙从A 点运动到C 点,由机械能守恒可得12m v 乙2=12m v C 2+mg 2r设甲与乙碰撞之前的速度为v 0,碰后甲、乙的速度分别为v 甲、v 乙,由系统动量守恒有m 2v 0=m2v 甲+mv 乙由动能守恒有12×m2v 02=12×m2v 甲2+12m v 乙2联立解得v 0=32√6gr章末素养测评(二)第二章 机械振动一、单项选择题1.关于简谐运动,下列说法正确的是 ( )A .位移的方向总指向平衡位置B .振幅是矢量,方向从平衡位置指向最大位移处C .回复力实际上就是向心力D .做简谐运动的物体,其频率固定,与振幅无关2.在敲响古刹里的大钟时,有的同学发现,停止对大钟的撞击后,大钟仍“余音未绝”,分析其原因是( ) A .大钟的回声 B .大钟在继续振动C .人的听觉发生“暂留”的缘故D .大钟虽停止振动,但空气仍在振动3.如图所示,质量为m 的物体A 放置在质量为M 的物体B 上,B 与弹簧相连,它们一起在光滑水平面上做简谐运动,振动过程中A 、B 之间无相对运动,设弹簧的劲度系数为k.当物体离开平衡位置的位移为x 时,A 、B 间摩擦力的大小等于( )A .0B .kxC .m MkxD .mM+m kx4.如图所示,一质点做简谐运动,O 点为平衡位置,先后以相同的速度依次通过M 、N 两点,历时1 s,质点通过N 点后再经过1 s 第2次通过N 点,在这2 s 内质点通过的总路程为12 cm,则质点的振动周期和振幅分别为( )A .3 s,6 cmB .4 s,6 cmC .4 s,9 cmD .2 s,8 cm5.[2022·杭州二中月考] 如图所示是半径很大的光滑凹球面的一部分,有一个小球第一次自A 点由静止开始滑下,到达最低点O 时的速度为v 1,用时为t 1;第二次自B 点由静止开始滑下,到达最低点O 时的速度为v 2,用时为t 2,下列关系正确的是( )A.t1=t2,v1>v2B.t1>t2,v1<v2C.t1<t2,v1>v2D.t1>t2,v1>v26.如图所示为两个单摆的振动图像,若两单摆所在位置的重力加速度相同,则它们的()A.摆球质量相等B.振幅相等C.摆长相等D.摆球同时改变速度方向7.[2022·浙江诸暨中学月考] 如图为某质点做简谐运动的图像,在0~1.5 s范围内,以下说法正确的是()A.该质点的振动周期为8 s,振幅为4 cmB.0.4 s与0.6 s,质点的加速度相同,速度也相同C.0.1 s与1.3 s,质点的回复力最大,动能最小D.0.1 s至0.5 s这段时间,质点的位移方向和速度方向都发生了改变二、多项选择题8.[2022·合肥一中月考] 一小球在平衡位置O点附近做简谐运动,若从第一次经过M点时开始计时,4 s末第三次到达M点,则该小球做简谐运动的周期可能是()A.1 sB.2 sC.3 sD.4 s9.[2022·厦门一中月考] 如图甲所示,弹簧振子以点O为平衡位置,在A、B两点之间做简谐运动.取向右为正方向,物块的位移x随时间t的变化如图乙所示,下列说法正确的是 ()A.t=0.8 s时,物块的速度方向向右B.t=0.2 s时,物块在O点右侧6√2cm处C.t=0.4 s和t=1.2 s时,物块的加速度完全相同D.t=0.4 s到t=0.8 s的时间内,物块的速度逐渐增大10.将一个力传感器接到计算机上,就可以测量快速变化的力,用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图所示.某同学由此图像提供的信息做出的下列判断中正确的是()A.t=0.2 s时摆球正经过最低点B.t=1.1 s时摆球正经过最低点C.摆球摆动过程中机械能不变D.摆球摆动的周期是T=1.2 s三、实验题11.(1)某同学在探究影响单摆周期的因素时有如下操作,请判断是否恰当(均选填“是”或“否”).①把单摆从平衡位置拉开约5°角释放:;②在摆球经过最低点时启动停表计时:;③用停表记录单摆一次全振动的时间作为周期:.(2)该同学改进测量方法后,得到的部分测量数据如下表所示.数据组编号摆长/mm摆球质量/g周期/s1999.332.22.02999.316.52.03799.232.21.84799.216.51.85501.132.21.46501.116.51.4用螺旋测微器测量其中一个摆球直径的示数如图所示,则该摆球的直径为mm.根据表中数据可以初步判断单摆周期随的增大而增大.12.某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中,测量5种不同摆长情况下单摆的振动周期,记录数据如下:摆长l/m0.50.80.91.01.2周期T/s 1.421.791.92.02.2T2/s22.023.23.614.04.84以l为横坐标,T2为纵坐标,在图中作出T2-l图像,利用此图线可求出重力加速度g=m/s2.四、计算题13.弹簧振子以O点为平衡位置,在B、C两点间做简谐运动,在t'=0时刻,振子从O、B间的P点以速度v 向B点运动;在t'=0.2 s时,振子速度第一次变为-v;在t'=0.6 s时,振子速度第二次变为v.B、C之间的距离为20 cm.(1)求弹簧振子振动周期T;(2)求振子在4.0 s内通过的路程;(3)取从O向B为正方向,振子从平衡位置向C运动开始计时,写出弹簧振子的位移表达式,并画出弹簧振子的振动图像.14.[2022·青岛二中期末] 有一单摆,在地球表面的周期为2 s,已知月球表面的重力加速度约为地球表面重(取g地=9.8 m/s2,结果均保留2位有效数字).力加速度的16(1)该单摆的摆长为多少?(2)若将该单摆置于月球表面,则其周期为多大?(3)若将摆长缩短为原来的1,则在月球表面时此摆的周期为多大?215.[2022·武汉二中期末] 如图所示,水平平台左段粗糙、右段光滑,平台右端墙壁固定一水平弹簧,弹簧劲度系数k=32 N/m,弹簧的自由长度恰好是光滑平台的长度,粗糙平台的长度L=4 m,质量m=1 kg的滑块在外力F=6 N作用下,由静止开始从粗糙平台一端运动,滑块与粗糙平台间的动摩擦因数μ=0.2,作用1 s后(m为撤去外力,滑块与弹簧相互作用时不粘连且在始终在弹性限度内,弹簧振子振动的周期公式T=2π√mk弹簧振子的质量,k为弹簧劲度系数),滑块可看成质点,g取10 m/s2,试求:(1)滑块与弹簧碰撞前瞬间速度大小v;(2)滑块运动的总时间t.章末素养测评(二)1.D[解析] 在简谐运动中位移方向总是背向平衡位置,故A错误;振幅是标量,只有大小,没有方向,故B 错误;回复力是指要使物体回到平衡位置,指向平衡位置的力,而向心力是物体做圆周运动时指向圆心的合力,两者是两回事,本质不同,故C错误;做简谐运动的物体的振动频率仅与物体本身有关,故D正确.2.B[解析] 停止对大钟的撞击后,大钟的振动不会立即停止,振动的能量不会凭空消失,它会再振动一段时间然后因为阻尼而停止,因此还会在空气中形成声波,这就是余音未绝的原因,故选B.3.D[解析] 对A、B整体,有kx=(M+m)a,对A,有F f=ma,联立解得F f=mM+mkx,故D正确.4.B[解析] 质点通过M、N两点时速度相同,说明M、N两点关于平衡位置对称,由时间的对称性可知,质点由N点到最大位移处与由M点到最大位移处的时间相等,都为t1=0.5 s,则T2=t MN+2t1=2 s,解得T=4 s,质点在这2 s内通过的路程恰为2A,即2A=12 cm,解得A=6 cm,故B正确.5.A[解析] 从A、B点均做单摆模型运动,由单摆周期公式T=2π√lg ,可得t1=T A4=π2√Rg,t2=T B4=π2√Rg,R为球面半径,故t1=t2;A点离平衡位置远些,高度差大,故从A点滚下到达平衡位置O时速度大,即v1>v2.故A正确,B、C、D错误.6.C[解析] 由x-t图像可知,两单摆振动周期相等,由T=2π√lg知,两单摆摆长一定相等,C正确;由x-t图像可知,两单摆的振动位移并不是同时达到最大值,故摆球速度方向不同时改变,D错误;由x-t图像可知,两单摆的振幅不相等,B错误;单摆的周期与摆球质量无关,故无法比较两摆球的质量,A错误.7.C[解析] 由简谐运动的图像可读出振动周期为0.8 s,振幅为4 cm,故A错误;0.4 s与0.6 s,质点的位移相同,但0.4 s沿正方向振动,0.6 s沿负方向振动,则两时刻质点的加速度相同,速度大小相等,方向相反,故B 错误;0.1 s与1.3 s,质点均在离开平衡位置位移最大的位置,由F=-kx可知回复力最大,动能最小,故C正确;0.1 s至0.5 s这段时间,质点从负的最大位移处到正的最大位移处,位移方向由负向变为正向,速度方向一直沿正向,速度方向没有改变,故D错误.8.BD[解析] 若小球的运动路线如图甲所示,则4 s振动1个周期,故振动的周期为T=4 s;若小球的运动路线如图乙所示,则4 s振动2个周期,故振动的周期为T=2 s,选项B、D正确.甲乙。
振动检测仪使用方法
振动检测仪使用方法振动检测仪是一种用于监测和测量机械设备振动的仪器，它可以帮助我们及时发现设备的异常振动情况，从而预防设备故障和延长设备的使用寿命。
下面将详细介绍振动检测仪的使用方法，希望能够帮助大家更好地使用这一设备。
1. 准备工作。
在使用振动检测仪之前，首先需要进行一些准备工作。
确保仪器的电池电量充足，或者连接好外部电源。
检查传感器和连接线是否完好无损，没有断裂或者损坏。
另外，还需要准备好记录振动数据的工具，比如笔记本电脑或者数据记录卡。
2. 安装传感器。
将传感器安装在需要监测的设备上，确保传感器与设备紧密接触，并且安装位置应该是设备振动最为显著的位置。
根据设备的具体情况选择合适的传感器类型，并且按照说明书的要求正确安装传感器。
3. 打开仪器。
在安装好传感器之后，打开振动检测仪的电源开关，等待仪器自检完成。
在启动过程中，确保设备处于稳定状态，避免因为外部干扰导致测量数据不准确。
4. 进行测量。
根据振动检测仪的操作说明，设置好测量参数，比如测量时间、采样频率、测量范围等。
然后开始进行振动测量，记录下振动数据。
5. 数据分析。
将记录下来的振动数据导入到数据分析软件中，进行数据处理和分析。
根据数据分析的结果，判断设备的振动情况是否正常，是否存在异常振动。
如果存在异常振动，需要进一步分析异常的原因，并采取相应的措施进行处理。
6. 结果记录。
将数据分析的结果进行记录，包括设备的振动情况、异常情况的分析和处理措施等。
这些记录可以作为日常设备维护和管理的重要参考依据，有助于及时发现设备问题并进行处理。
7. 仪器维护。
在使用完振动检测仪之后，需要对仪器进行清洁和保养。
及时清理仪器表面的灰尘和污垢，保持仪器的外观清洁。
另外，定期对仪器进行校准和维护保养，确保仪器的测量精度和稳定性。
总结。
振动检测仪是一种非常重要的设备监测工具，它可以帮助我们及时发现设备的振动异常情况，预防设备故障的发生。
正确使用振动检测仪，可以提高设备的可靠性和使用寿命，降低设备维护成本，对于企业的生产和运营具有重要意义。
国产振动监测工作原理
国产振动监测工作原理
国产振动监测系统的工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 信号采集：振动监测系统通过传感器采集目标物体的振动信号。
通常使用的传感器有加速度传感器、速度传感器和位移传感器等。
2. 信号处理：采集到的振动信号经过前置放大器放大，然后经过滤波器进行滤波处理，去除掉不感兴趣的频率成分，得到感兴趣的振动信号。
3. 特征提取：从滤波后的振动信号中提取出各类特征参数。
常用的特征参数包括振动的幅值、频率、波形等，用于描述振动信号的强度、变化规律和特征。
4. 数据分析：将提取出的特征参数与事先建立的模型或标准进行对比和分析，判断目标物体的振动是否超过设定的阈值。
如超过阈值则产生告警信号，供操作人员进行处理。
5. 数据存储和显示：将通过振动监测系统采集到的数据进行存储，常见的存储方式有数据库、云平台等。
同时，可以通过显示设备将监测到的振动信号以图表、曲线等形式进行展示，供用户进行实时监测和分析。
综上所述，国产振动监测系统的工作原理主要包括信号采集、信号处理、特征提取、数据分析以及数据存储和显示等关键步骤。
这个系统可以广泛应用于工业生产、机械设备、土建工程
等领域，对振动故障进行实时监测和预警，提高设备的可靠性和安全性。
振动检测原理
振动检测原理
振动检测是一种通过监测物体或系统的振动状态来获取信息的技术。
振动检测在工程领域中具有广泛的应用，可以用于预测设备的故障、监测结构的健康状况以及进行结构动力学分析等。
本文将介绍振动检测的原理及其在工程中的应用。
首先，振动检测的原理是基于物体在振动过程中产生的动态信号。
当物体受到外力作用时，会产生振动，而这种振动会引起物体产生动态变形，从而产生动态应力和应变。
这些动态应力和应变会导致物体产生动态振动信号，而这些信号可以通过传感器进行监测和采集。
因此，振动检测的原理是通过监测物体的振动信号来获取物体的动态信息。
其次，振动检测在工程中具有重要的应用价值。
首先，振动检测可以用于预测设备的故障。
通过监测设备的振动信号，可以及时发现设备的异常振动，从而预测设备可能存在的故障，并采取相应的维护措施，避免设备故障对生产造成影响。
其次，振动检测可以用于监测结构的健康状况。
对于桥梁、建筑物等结构，通过监测其振动信号，可以了解结构的动态响应，及时发现结构的损伤和疲劳裂纹，从而进行维护和修复。
此外，振动检测还可以用于进行结构
动力学分析，通过监测结构的振动响应，可以了解结构的固有频率和振型，为工程设计和结构优化提供依据。
总之，振动检测是一种重要的工程技术，其原理是通过监测物体的振动信号来获取物体的动态信息。
振动检测在工程中具有广泛的应用，可以用于预测设备的故障、监测结构的健康状况以及进行结构动力学分析。
振动检测技术的发展为工程领域的发展提供了重要的支持，也为工程安全和可靠运行提供了保障。
希望本文能够对振动检测技术有所了解，并为工程实践提供一定的参考价值。
7-隔振、测振仪表、阻尼做功
试求开始6s内与开始1/2s内所做的功。
解 ： 力 F 与 位 移 x 振 动 频 率 ω=π ， 周 期 T=2π/ω=2s，在6s内有三个周期，故由方程,有
其中1/2 s内有1/4个周期数。
如图所示。显然，力 是通过弹簧和阻尼器
传给地基的，该力为
根据
X的表达式并代人上式得
则传递力的幅值为
取无量纲的比值
这就是实际传递力的力幅与激励力幅之比，称为传递率。
如图同样可表示传递率等关于频率比λ的特性
曲线，从中可以看出：
(1)不论阻尼大小，只有当频率比λ> 有隔振效果。 (2)λ> 以后，随着频率比增加，传递率逐渐 趋于零。但在λ>5以后，传递率几乎水平，实际上 时，才
把响应幅值Z变换为如下形式
可以看出，当λ→∞时，Z→Y，此时指针所指示 的就是振动物体的位移。实际上只要振动物体的频率 ω比测振仪的固有频率ωn足够高，就可以使测得的Z 值足够准确地接近于振动物体的实际振幅。为此，测 振仪要求振动质量要大，弹簧要软，所以位移计的缺 点就是构造重，体积大，可见位移计是一种低固有频 率的仪器。
振动经过一段时间之后就会停止。在强迫振动
中，激励对振动物体做功，能量不断输入振动
系统，当能量输入与能量耗散相等时，振幅保 持常值，系统进行稳态振动。现在就来说明激 励与阻尼在强迫振动中所做功的计算方法。
(1)简谐激振力在一个周期内所做的功
设有激励F=F0sinωt，沿x轴方向，作用于物体m
上，其运动方程的解为x=xsin(ωt-φ)，则在一个周 期内激励所做的功为
选取λ值在2.5～5之间隔振效果已经足够了。
(3)当λ> 时，传递率随相对阻尼系数ζ的增
大而提高。即在此情况下增大阻尼不利于隔振。
震动传感器模块实验原理
震动传感器模块实验原理
震动传感器模块是一种新型的低成本、小型、紧凑的电子传感器，它能够检测震动、冲击或晃动，并对该信号进行检测和分析。
震动传感器模块有多种功能，可以涵盖智能家居、防盗监控、车载诊断系统等多个领域。
震动传感器模块的原理是：当受到晃动、震动或冲击等外力时，震动传感器内的铁芯会因为受力而产生磁场变化，这种变化可以检测到。
然后，对于检测到的信号，会传递到控制电路，控制电路会根据信号的大小，设置一定的阈值，如果信号超过了阈值，就会发出警报。
除了可以检测震动力外，模块中还有一个可编程的输入/输出器件，它能够接收外部信号，并将该信号转换成一个标准的二进制信号，可以通过串口连接到电脑，使得我们可以对传感器数据进行更加精确的统计和分析。
此外，震动传感器模块搭载有一块可编程的抵抗，它的目的是为了提高阈值检测的精度。
当发生地震等强震动时，传感器会发出较高的阈值信号，这样可以减少误报的发生并准确定位的震源。
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1．简谐振动位移、速度、加速度的换算
将简谐振动的位移对时间 t 求导，可得振动速度；将
速度对时间t求导（或对位移进行二次求导），可得振
动加速度。 x=xmcos(ωt+φ)
（7-1）
v=dxm/dt=-ωxmsin(ωt+φ)=vmcos(ωt+φ+π/2) （7-2）
a=d2xm/dt=dv/dt=-ω2xmcos(ωt+φ)
1Hz~50kHz
涡流式测 振传感器
电磁感应 定律与涡 流效应
振动体的 位移； 0~10kHz
非接触式测量，标定和校验比较容易； 材料和温度不同时，需要重新标定
磁电式
测振传感 器
电磁感应 定律
MEMS电 容式加速 度传感器
变极距式 电容效应
振动体的速 度； 0.1Hz~1kHz
自发电式，通过微分或积分，可获得简
瞬态振动
振动量为时间的非周期函数，一般在较短(几个周期)的 时间内存在，是可用各种脉冲函数或衰减函数描述的振动
表7-1 机械振动的分类与特征（续）
分类
名称
特征
按系统
的自由度 分类
单自由度 系统振动
多自由度 系统振动
用一个独立变量就能表示的系统振动 须用多个独立变量表示的系统振动
按系统 结构
参数的特 性分类
=amcos(ωt+φ+π)
（7-3）
式中 xm——振幅（m）；
ω——振动角频率（rad/s，ω=2πf）；
φ——初相角（rad）；
vm——速度幅值（m/s，vm=ωxp）； am——加速度幅值（m/s2，am=ω2xp）。 也可将简谐振动的加速度a对时间积分，得到振动的
速度v；再将振动速度v对时间积分（或将加速度a对时
石英晶体的不足之处是压电常数较小： d=2.3110-12C/N。因此石英晶体大多只在标准传感 器、高准确度传感器或高温压电传感器中使用，而在 一般要求的测量中，基本上采用压电陶瓷。
（2）压电陶瓷
压电陶瓷是人工制造的多晶压电材料，它比石英晶 体的压电灵敏度高得多，而制造成本却较低，因此目 前国内外生产的压电元件绝大多数都采用压电陶瓷 。 常用的压电陶瓷材料有锆钛酸铅系列压电陶瓷（PZT） 及非铅系压电陶瓷(如BaTiO3等)。
线性振动
非线性振 动
可以用常系数线性微分方程来描述，系统的惯性力、 阻尼力和弹性力分别与振动加速度、速度和位移成正 比
须用非线性微分方程来描述，微分方程中出现非线 性项
低频振动
f ≤10Hz的振动，旋转机件的不平衡、机械变形等与位 移成正比，主要利用位移传感器来测量
按振动的 频率分类
中频振动
10Hz＜f≤1000Hz的振动，振动噪声与速度成正比， 主要利用速度传感器来测量
Q=d Fx 式中 d——压电常数。
（7-6）
石英晶体 的压电效 应演示
当力的方向改变时，电荷的极性随之改变，输出电 压的频率与动态力的频率相同；当施加静态力时，在 初始瞬间，产生与力成正比的电荷，但由于表面漏电， 所产生的电荷很快泄漏，并消失。
天然石英晶体外形
石英晶体的特性
石英（SiO2）是一种具有良好压电特性的压电晶体。 其介电常数和压电系数的温度稳定性相当好,在常温范 围内这两个参数几乎不随温度变化如下两图。
压电传感器中的压电元件材料常用的有三类： 一类是：压电晶体（如上述的石英晶体）； 第二类是：经过极化处理的 压电陶瓷； 第三类是：经过极化处理的高分子压电材料。
压电 材料
的 分类
（1）石英晶体的特性
石英晶体在20～200℃的范围内压电常数的变化量 只有-0.0001/℃。还具有自振频率高、动态响应好、 机械强度高、绝缘性能好、迟滞小、重复性好、线性 范围宽等优点。
另一类是对设备 或部件进行某种激 振，使其产生受迫 振动，以便测得被 测对象的振动力学 参量或动态性能， 如固有频率、阻尼、 阻抗、响应和模态 等。
表7-2 测振传感器的种类及特点
种类
基本测量 原理
压电式 测振传感 压电效应
器
测量对象与 测量范围
特点
振动体的 加速度
自发电式，现场不需要电源，上限频率 响应高，体积小，不易损坏；标定困难
鸣沙丘
清代诗人苏履吉赞颂鸣沙 “雷送余音声袅袅，风生细响语喁喁”
——鸣沙山上的逆压电效应
对压电元件施加交变力，产生交变电荷
交变外力作用在压电元件上，可以产生交变的电荷Q，
在上下镀银的表面上产生交变电压。
压电传感器产生的交变电荷的变化频率与交变力 的频率相同，等效于交变电荷源。
二、压电材料的分类及特性
间双重积分），可得振动的位移x。
简谐振动的三个基本参数
峰值= xm ； 峰峰值 = 2 xm ； 有效值= 0.707 xm（峰值 = 1.414 有效值）； 平均值=0.637 xm。
图7-2 简谐振动的位移、速度、加速度变化曲线
例7-1 弹簧振子的简谐振动如图7-3所示，弹簧振子 在C、O、B间作无摩擦力、无阻尼的简谐运动。O为平 衡位置，C、B分别为负的和正的终止位置。已知B、C 的距离为100mm，C→B运动的时间为1s，求：振动的 周期T、频率f和振幅x m。
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知识链接 振动的基本概念
物体围绕平衡位置作往复运动称为振动。
振动分类：机械振动（例如机床、电机、泵、风机 等运行时的振动）；土木结构振动（房屋、桥梁等的 振动）；运输工具振动（汽车、飞机等的振动）以及 地震、武器、爆炸引起的冲击振动。
一、振动的分类
振动的类型：自由振动、受迫振动、自激振动、简 谐振动、周期振动、瞬态振动、随机振动、单自由度系 统振动、
（2）相对式测振传感器：将测振传感器壳体固定在 不动的支架上（也称固定基准），传感器的敏感元件靠 近被测振动体表面，从而感受被测振动体表面的位移。
也可以将传感器中质量很轻的“触杆”与被测振动 体接触，触杆与敏感元件形成相对振动。常见的相对式 测振传感器有涡流式加速度计及激光式测振传感器等。
图7-4 旋转机械的绝对式振动测量与相对式振动测量
是在一定条件下，没有外部激振力而仅由系统本身产生 自激振动 的交变力激发和维持的一种稳定的周期性振动，其振动频
率接近于系统的固有频率
按振动 的规
律分类
简谐振动
振动量为时间的正弦或余弦函数，是最基本的机械振动 形式，其他复杂的振动都可以看成多个简谐振动的合成
周期振动 振动量为时间的周期性函数，可展开为一系列简谐振动
解 振动的周期T 等于弹簧振子从C→O→B→O→C的过
程所经历的时间，所以
T=2tC→B=2×1s=2s，f=1/T=1/(2s)=0.5Hz 振幅xm等于C→O的距离，或O→B的距离，所以 xm=100mm/2=50mm。
2．振动烈度与位移的换算
振动速度的有效值称为振动的烈度。 振动烈度是以人可感觉到的0.071mm/s为起点，到 71mm/s，共15个量级，相邻两个烈度量级的比值约为
x p p 0 .4 5 v fF 0 .4 5 4 5 m 0 H m z /s 0 .0 3 6 m m = 3 6 μ m
如果旋转机械的转速 n=1500r/min，在用速度测振 仪测得相同的烈度时，振幅将 增大一倍。
三、测振传感器的分类
按照振动检测的目的，测振传感器可分为两大类： 一类是测量设备在运行时的振动参量，检测目的是了解 被测对象的振动状态、评定振动等级和寻找振源，以及 进行监测、识别、诊断和故障预估；
【项目教学目标】 ☞ 知识目标
回目录
1）了解压电效应及压电元件。
2）掌握电荷放大器的工作原理。
3）了解涡流式测振传感器的工作原理。
4）了解磁电式测振传感器的工作原理。
☞ 技能目标
Байду номын сангаас
1）掌握压电式测振传感器的应用。
2）掌握振动设备的激振方法。
任务一 压电式加速度传感器测量振动
一、压电效应
某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形
谐振动的加速度值和位移值；线圈易损坏， 输出电压的低频率响应应及高频率响应应 均不好；用于振动速度检测
振动体的加 体积小，集成度高，可同时测量三维振 速度 动；可用于汽车、手机、火箭、卫星、钻
0Hz~10kHz 地炸弹等测振
1．绝对式和相对式测振传感器
（1）绝对式测振传感器：将测振传感器外壳固定在 振动体待测点上，传感器壳体的振动等于被测物的振动。 传感器的主要力学组件是惯性质量块及弹性体。在一定 的频率范围内，质量块相对于基座的运动，与位移、速 度和加速度成正比。常见的绝对式测振传感器有压电式 加速度计、电容式测振传感器等。
多自由 度系统振 动、线性 振动、非 线性振动、 低频振动、 中频振动、 高频振动 等。
表7-1 机械振动的分类与特征
分类
名称
特征
按振动 产生
的原因 分类
是系统受短暂的初始干扰或外部激振后，系统本身由弹 自由振动 性恢复力和惯性力所维持的振动。当系统存在阻尼时，其
振动幅度将逐渐衰减
受迫振动
由外界持续干扰引起和维持的振动，系统的振动频率为 激振频率
时，内部会产生极化现象，同时在其表面上产生电荷，
当外力去掉后，又重新回到不带电的状态，这种现象称
为压电效应。反之，在电介质的极化方向上施加交变电
场或电压，它会产生机械变形。去掉外加电场时，电介
质变形随之消失，这种现象称为逆压电效应（电致伸缩
效应）。
在晶体的弹性限度内，压电材料受力后，其表面产
生的电荷Q与所施加的力Fx成正比，即：
振幅：物体离开平衡位置的最大位移的绝对值，用 xm表示，单位是m、mm或μm。
峰峰值（xpp）：整个振动历程的正峰与负峰之间的 差值。