低频标准角振动台
角振动台校准原理
角振动台校准原理角振动台是一种用于模拟地震、风、水流等自然环境中的振动情况的实验设备。
在地震工程、建筑结构设计等领域中，角振动台的校准是非常重要的一项工作。
校准的目的是确保角振动台能够准确地模拟各种振动情况，以便进行相关实验研究。
角振动台的校准原理主要包括以下几个方面：1. 标定传感器：在进行角振动台的校准时，首先需要对角振动台上的传感器进行标定。
传感器是用来测量振动信号的装置，包括加速度计、位移传感器等。
通过标定传感器，可以确保测量到的振动信号准确无误。
2. 校准振动台的频率响应：角振动台的频率响应是指在不同频率下振动台的输出能力。
通过对振动台进行频率响应测试，可以了解振动台在不同频率下的输出情况，从而进行相应的调整和校准。
3. 调整振动台的振动幅度：振动幅度是指振动台在单位时间内振动的幅度大小。
校准振动台的振动幅度需要根据实际需要进行调整，确保振动台能够模拟出符合要求的振动情况。
4. 校准振动台的相位响应：相位响应是指振动信号的相位变化情况。
在进行角振动台的校准时，需要对振动台的相位响应进行测试，以确保振动信号的相位变化符合实际情况。
5. 验证振动台的稳定性：振动台的稳定性是指振动台在长时间运行过程中的稳定性能。
通过对振动台的稳定性进行验证，可以确保振动台在实验过程中不会出现异常情况。
在进行角振动台的校准过程中，需要严格按照相关标准和规范进行操作，确保校准结果的准确性和可靠性。
只有经过严格的校准过程，角振动台才能够准确地模拟各种振动情况，为相关实验研究提供可靠的数据支持。
总的来说，角振动台的校准原理包括标定传感器、校准频率响应、调整振动幅度、校准相位响应和验证稳定性等方面。
通过严格的校准过程，可以确保角振动台能够准确地模拟各种振动情况，为相关实验研究提供可靠的支持。
振动台的不同频率范围对应使用介绍
振动台的不同频率范围对应使用介绍
振动台的不同频率范围对应使用介绍
随着时代的进步，各种小型电子元件和玩具越来越流行。
振动台作为一款检测这类产品在运输过程抵抗环境振动能力的强弱程度，能有效的减少公司损失，显得更为重要。
振动测试台一般有三种频率范围，对应的频率范围有50Hz定频、1Hz～600Hz、1Hz～5000Hz，每种对应的频率有一定的使用要求。
50Hz定频振动测试台，最大承受负载为100KG，振幅为0～5mm，，无调频、扫频、倍频、对数等功能，最大加速度为20g，振动方向为水平和垂直。
时间自由可设，以秒为单位，振动机频率为2.2KW，电源电压为220V，最大电流10A。
1Hz～600Hz频率振动测试台，最大试验负载为100、75、60,100KG负载对应0～5mm振幅及最大加速度15g，75、60KG负载对应0～4mm振幅，最大加速度15g，100KG负载振动方向为垂直水平均可，垂直+水平。
而75、65KG分
别对应二轴、三轴，功率同样为2.2KW，电源电压220V,最大电流
10A。
1Hz～5000Hz频率振动测试台，最大试验负载为75KG，在0～5mm振幅内负载75KG，加速度不超过20g，振动方向垂直+水平，垂直水平均可，而在0～4mm振幅，分75、60KG，75对应二轴、三轴振动方向，功率及电压分别为3.8KW、380V，最大电流10A。
相比于50Hz定频,其它振动测试台可调频率具有扫频、调频、倍频、可程式及接口功能，都具有低到高，高到低，低到高到低的循环过程，可在频率范围内设置标准进行扫频，使用时不能超过以下条件，最大加速度小于20，最大振幅小于5mm。
振动台试验(终极版)
良好的工作状态。
试样准备
根据试验要求准备试样 ，确保试样的尺寸、质
量等参数符合标准。
环境设置
确保试验环境满足要求 ，如温度、湿度等。
安全措施
确保试验过程中人员和 设备的安全，如设置防 护装置、警示标识等。
试验过程
参数设置
根据试验要求，设置振动台的 振幅、频率、加速度等参数。
数值模拟技术
通过将振动台试验与数值模拟技术相结合，实现试样的优化设计和性 能预测，缩短产品研发周期。
THANKS
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振动台试验的应用
01
02
Hale Waihona Puke 030405振动台试验广泛应用于 航空航天、汽车、电子 、通讯、建筑等领域， 用于检验产品或结构的 抗振性能、疲劳寿命等 。
在航空航天领域，振动 台试验用于检验飞行器 在起飞、降落和飞行过 程中可能遇到的振动环 境，以确保飞行器的安 全性和可靠性。
在汽车领域，振动台试 验用于检验汽车在行驶 过程中可能遇到的颠簸 、振动等环境，以提高 汽车的安全性和舒适性 。
结果评估
根据数据处理结果，评估试样的性能，如强 度、疲劳寿命等。
结果应用
将试验结果应用于实际工程中，为设计和优 化提供依据。
03
CATALOGUE
振动台试验的参数设置
频率设置
频率范围
扫描速度
根据试验需求，选择合适的振动频率 范围，通常为5-2000Hz。
设定频率变化的快慢，以适应不同试 验需求。
数据记录
在试验过程中，实时记录各项 数据，如时间、振幅、加速度 等。
异常处理
如遇异常情况，应立即停止试 验，检查并排除故障后重新开 始。
振动台校准方案
振动台校准方案振动台是一种仪器设备，在工程测试和研究中广泛应用于模拟振动环境、进行振动试验和校准工作。
振动台的准确校准对于保证测试数据的可靠性和精确度起着至关重要的作用。
本文将介绍一种全面、有指导意义的振动台校准方案，以确保校准的准确性和可靠性。
首先，进行振动台的位置校准。
位置校准是验证振动台是否按照要求具有正确的位置和方向。
校准前需清洁振动台表面，避免尘埃和杂质对校准结果的影响。
在校准过程中，可以使用光栅仪等精密仪器来测量振动台的位移和方向，并与标准值进行比对，以确定振动台的位置是否准确。
校准过程中要注意操纵仪器的技巧，确保测试结果的精确性。
其次，进行振动台的频率校准。
频率校准是验证振动台产生的振动信号频率是否与设定值相符。
在校准前，需要连接频率计等测量设备，以确保测量结果的准确性。
校准时，可以采用正弦振动或脉冲振动的方式，将振动台置于不同频率下，并通过测量设备记录振动台的实际输出频率。
根据实测值与设定值之间的差异，可以调整振动台的控制参数，使其输出频率符合要求。
频率校准需要重复多次，以提高校准结果的可靠性。
然后，进行振动台的幅值校准。
幅值校准是验证振动台产生的振动信号幅值是否与设定值相符。
在校准前，需要连接加速度计等测量设备，以确保测量结果的准确性。
校准时，可以采用不同幅值的信号输入振动台，并通过加速度计测量振动台的实际输出幅值。
根据实测值与设定值之间的差异，可以调整振动台的控制参数，使其输出幅值符合要求。
幅值校准也需要进行多次重复，以提高校准结果的可靠性。
最后，进行振动台的相位校准。
相位校准是验证振动台产生的振动信号相位是否与设定值相符。
在校准前，需要连接相位计等测量设备，以确保测量结果的准确性。
校准时，可以采用正弦振动信号，测量振动台输入和输出信号的相位差。
根据测量结果，可以调整振动台的控制参数，使其输出相位与设定值一致。
相位校准也需要进行多次重复，以提高校准结果的可靠性。
综上所述，振动台校准方案需要从位置、频率、幅值和相位等多个方面进行全面校准，以确保校准的准确性和可靠性。
角振动台校准原理
角振动台校准原理角振动台是一种用于测试和校准惯性传感器的设备，其原理基于振动力学和控制理论。
在角振动台上，可以模拟各种真实环境下的振动情况，以验证传感器的性能和准确性。
角振动台的校准原理非常重要，下面将详细介绍其工作原理。
角振动台通过电机驱动产生一个旋转惯性力，使被测传感器相对于旋转坐标系发生转动。
同时，控制系统根据预先设定的振动信号，控制电机的运动，使得传感器在不同的振动频率和幅度下进行测试。
角振动台的校准原理可以分为静态校准和动态校准两种情况。
静态校准是指在不施加外力的情况下，根据传感器的输出信号和已知的参考值进行比较，确定传感器的零点偏差和灵敏度。
动态校准则是在施加外力的情况下，通过传感器的输出信号和已知的振动信号进行比较，验证传感器的动态性能。
角振动台的校准原理还涉及到频率响应和相位响应的测试。
频率响应是指传感器在不同频率下的输出响应情况，通过改变振动信号的频率，可以确定传感器的频率响应特性。
相位响应是指传感器输出信号与输入信号之间的相位差，通过测量两者的相位差，可以确定传感器的相位响应特性。
角振动台的校准原理还需要考虑到传感器的非线性和温度漂移等因素。
传感器的非线性会导致输出信号与输入信号之间存在一定的误差，需要通过校准来进行修正。
而温度漂移则是指传感器在温度变化时产生的输出偏差，需要通过温度补偿和校准来减小影响。
总的来说，角振动台的校准原理是一个复杂的过程，需要结合振动力学、控制理论和传感器技术等多方面知识。
只有通过科学严谨的校准方法，才能确保传感器的准确性和可靠性，从而提高测试和监测系统的性能和稳定性。
希望本文的介绍能够帮助读者更深入地理解角振动台的校准原理。
振动台与振动试验介绍
振动台与振动试验介绍邱景湖钟琼华整理：中国可靠性网苏州试验仪器总厂（STI）前言本书是一通俗工程读本。
它避开繁琐的数学公式推导，运用物理学、电学、力学和机械学方面的基本知识，阐述对产品造成损坏的振动现象，分门别类介绍研究振动试验所需的设备——振动台。
以及相关标准和试验方法。
希望能对从事振动和冲击试验的工程人员有所帮助。
由于水平有限，书中不妥甚至错误之处在所难免,恳切希望给予指正。
编著者2004年12月目录第一章相关名词术语 (4)第二章振动及其描述 (6)第三章振动台 (14)第四章振动试验技术 (15)第五章电动式振动试验台 (22)第六章机械式振动试验台 (37)第七章液压式振动台 (40)第八章冲击与碰撞试验台 (44)第九章相关标准 (48)附录苏州试验仪器总厂生产的振动、冲击试验设备系列参数表 (52)第一章相关名词术语振动振动是物体围绕平衡位置进行的往复运动的一种形式。
通常用一些物理量（如位移、速度、加速度等）随时间变化的函数来表征振动的时间历程。
或者说，振动可以认为是一个质点或物体相对于一个基准位置的运动。
当这个运动在一定的时间间隔后仍精确地重复着，我们称之为周期振动。
正弦振动运动量随时间按正弦（或余弦）函数变化的振动，亦称简谐振动。
随机振动对未来任何一个给定时刻，其瞬时值不能预先确定的振动。
（注：在某一范围内，随机振动大小的概率可以用概率密度来确定。
）振动周期周期振动中，同一物理量的相同值重复出现的最短时间间隔，一般用“T”表示。
振动频率周期振动中，单位时间内相同的物理量值重复出现的次数。
一般用“f”1表示。
这里分f=T角频率单位时间内的弧度数它等于频率乘以2π角频率一般用ω表示，即ω＝2πf幅值正弦量的最大值。
在振动中幅值亦称振幅。
位移幅值正弦振动中位移量的最大值速度幅值正弦振动中速度量的最大值加速度幅值正弦振动中加速度量的最大值复合振动由频率不同的简谐振动合成的振动共振频率构件或产品出现共振的频率扫频频率连续经过某一区域的过程df扫频速度在扫频过程中，频率对时间的变化率，即dt交越频率在振动试验中由一种振动特性量变为另一种振动特性量的频率。
低频标准振动台系统和振动校准技术研究
准 需 要 ，可满足 省 一级 的计量机 构 、振 动传 感器 生产 商 以及 大 量使 用低 频 振 动传 感 器 单位 的
校 准 需求 。
用 自校 准 方法和 激光 干 涉法振 动绝 对校 准 方法 进行 校 准 。２种校 准 方法 的校 准 结 果 表 明 ，低
第 １期
中国地震局工程力学研究所 ２ ０ １ ４届 博 士 论 文 摘 要 （Ｉ）
４ ｔ
频段 （ １ ０ Ｈｚ以下） 结果 一致 ，高频 段 有 偏 差 。以无 源 伺服 式振 动传 感 器 为 例 ，对 自校 准 下 的
４ ０
国
际
地
震
动
态
度异 常 区的 出现 ，是基 岩地形 与土体 共 同作 用 的结果 。其 中，玉 田地 区基 岩地 形 的凹 凸变化 ，
在加 强玉 田县城 以北 区域 地 震 动 强 度 的 同 时 ，也 降低 了玉 田县 城 内大 部 分 地 区 的地 震 动 强
度 ，从 而使县城 内大部分 地 区的地 震 动强度 相对 更 低 ；玉 田地 区深厚 覆 盖层 的存在 ，导 致土
（ １ ）以汶川漩 口中学倒 塌 的教 学楼 为 原型 ，设 计 完成 了考虑 楼板 及填 充墙 影 响 的 ４个 １ ／ ２ 缩尺 的单层 两不 等 跨填 充墙 Ｒ Ｃ 框 架结 构 模 型 伪静 力 试 验 ，研 究 了 ２类填 充 墙 材 料 、３种 布
置 方式 对框 架结 构整 体 强度 、刚度及 延 性 的影 响规 律 ，揭 示 了填 充 墙 及现 浇 楼板 对 框 架结 构
角振动测量方法的研究
角振动测量方法的研究刘爱东;于梅;何闻【摘要】中国计量科学研究院研制出频率范围0.000 5 Hz ～1 200 Hz高精度角振动基准装置,低频角振动装置最大角位移300°,中频角振动装置最大角位移60°,角加速度范围为0.04 rad/s2 ～2 000 rad/s2.装置实现了衍射式外差激光干涉仪测量方法,以及圆光栅和双光束外差激光干涉仪差动测量.角加速度复灵敏度测量不确定度(k=2):参考点优于0.5％,0.5°,通频带优于1.0％,1.0°.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2018(037)012【总页数】4页(P216-219)【关键词】角振动;角加速度;角速度;角位移;外差激光干涉仪;衍射光栅;正弦逼近法【作者】刘爱东;于梅;何闻【作者单位】中国计量科学研究院,北京100029;中国计量科学研究院,北京100029;浙江大学机械工程学院浙江省先进制造技术重点实验室,杭州310027【正文语种】中文【中图分类】TH825振动按位移形式可分为直线振动和角振动，角振动与直线振动在应用中同等重要，在航空航天飞行器姿态控制，交通运输工具转向以及平稳性行驶，机器人的研究与控制等存在大量的科学研究与应用。
德国物理技术研究院建立了0.3 Hz～1 000Hz的角振动计量标准装置，最大角位移60°，测量方法采用衍射光栅式外差激光干涉仪的测量法[1-2]。
韩国标准与科学研究院建立了8 Hz～5 000 Hz的角振动标准装置，测量方法为零差激光干涉仪与棱镜配合的测量方法[3-4]。
我国304所先后研制了低频角振动标准装置和中频角振动标准装置，其中低频角振动台采用电机拖动方式，使用圆光栅测量法，频率范围0.1 Hz～100 Hz。
中频角振动采用电磁原理，使用平面光栅和外差激光干涉仪测量法，频率范围10 Hz～550 Hz[5-6]。
中国计量科学研究院在2012年开展了角振动计量基准装置的研制，以及基于衍射光栅式外差激光干涉仪的正弦逼近法、双光束外差激光干涉仪差动法，圆光栅法等多种高精度角振动测量方法的研究，并于2015年建立了0.000 5 Hz～1 200 Hz的角振动计量装置，其中：0.05 Hz～1 200 Hz可精确复现角加速度幅值和相位；0.000 5 Hz～0.05 Hz可精确复现角速度和角位移幅值和相位。
振动台操作说明
振动台操作说明一、引言振动台作为一种常见的实验设备，广泛应用于物理、工程、地质等领域。
本文旨在为用户提供振动台的操作说明，以帮助用户正确、安全地使用振动台进行实验。
二、设备介绍振动台由底板、悬架、驱动部分、控制器等组成。
底板为台面，上部装有悬架和驱动部分，控制器用于控制振动台的振幅和频率。
具体各部分的功能和使用方法如下：1. 底板：底板为实验台面，通常采用坚固平整的材质，可放置实验物体。
在使用前应确保底板的稳定性和平整度。
2. 悬架：悬架用于支撑振动台的驱动部分，通常设置在底板的四个角上。
在操作中，应确保悬架稳固，以保证振动台的平衡和稳定。
3. 驱动部分：驱动部分是振动台的核心组件，通过电机或气动装置产生振动力，驱动底板产生振动。
在使用前，应检查驱动部分的工作状态和连接情况，确保正常工作。
4. 控制器：振动台的控制器用于调节振动台的振幅和频率。
通过操作控制器上的按钮或旋钮，可以实现振动台的启动、停止和调节振动参数等功能。
在使用前应仔细阅读控制器的说明书，并按照指导操作。
三、操作步骤以下为振动台的基本操作步骤：1. 准备工作：(1) 清理台面：在使用前，应清理振动台的台面，确保无杂物和污渍。
(2) 检查连接：检查各部件的连接情况，确保紧固可靠。
(3) 接通电源：将振动台插入电源插座，并确认供电电压与振动台要求的电压一致。
2. 设置参数：(1) 启动控制器：按下控制器上的启动按钮，振动台进入工作状态。
(2) 调节振幅：通过旋钮或按钮调节振动台的振幅，根据实验需求设定适当的振幅。
(3) 调节频率：根据实验要求，通过旋钮或按钮调节振动台的频率。
3. 进行实验：(1) 放置实验物体：将待测物体或样品放置在振动台的台面上，确保物体与台面接触紧密稳固。
(2) 启动振动台：再次确认实验参数设置正确后，按下控制器上的启动按钮，振动台开始工作。
(3) 进行观测和记录：根据实验的需要，观测和记录振动台上物体的振动情况。
振动台试验(终极版)
一、前言模拟地震振动台可以很好地再现地震过程和进行人工地震波的试验，它是在试验室中研究结构地震反应和破坏机理的最直接方法，这种设备还可用于研究结构动力特性、设备抗震性能以及检验结构抗震措施等内容。
另外它在原子能反应堆、海洋结构工程、水工结构、桥梁工程等方面也都发挥了重要的作用，而且其应用的领域仍在不断地扩大。
模拟地震振动台试验方法是目前抗震研究中的重要手段之一。
20世纪70年代以来，为进行结构的地震模拟试验，国内外先后建立起了一些大型的模拟地震振动台。
模拟地震振动台与先进的测试仪器及数据采集分析系统配合，使结构动力试验的水平得到了很大的发展与提高，并极大地促进了结构抗震研究的发展。
二、常用振动台及特点振动台可产生交变的位移，其频率与振幅均可在一定范围内调节。
振动台是传递运动的激振设备。
振动台一般包括振动台台体、监控系统和辅助设备等。
常见的振动台分为三类，每类特点如下：1、机械式振动台。
所使用的频率范围为1~100Hz，最大振幅±20mm，最大推力100kN，价格比较便宜，振动波形为正弦，操作程序简单。
2、电磁式振动台。
使用的频率范围较宽，从直流到近10000Hz，最大振幅±50mm，最大推力200kN，几乎能对全部功能进行高精度控制，振动波形为正弦、三角、矩形、随机，只有极低的失真和噪声，尺寸相对较大。
3、电液式振动台。
使用的频率范围为直流到近2000Hz，最大振幅±500mm，最大推力6000kN，振动波形为正弦、三角、矩形、随机，可做大冲程试验，与输出力（功率）相比，尺寸相对较小。
4、电动式振动台。
是目前使用最广泛的一种振动设备。
它的频率范围宽，小型振动台频率范围为0~10kHz，大型振动台频率范围为0~2kHz，动态范围宽，易于实现自动或手动控制；加速度波形良好，适合产生随机波；可得到很大的加速度。
原理：是根据电磁感应原理设置的，当通电导体处的恒定磁场中将受到力的作用，半导体中通以交变电流时将产生振动。
角运动测量及校准方法
doi:10.11823∕j.issn.1674-5795.2021.02.08角运动测量及校准方法彭军(航空工业北京长城计量测试技术研究所,北京100095)摘㊀要:角运动测量在旋转机械㊁飞行器㊁舰船㊁车辆㊁机器人等领域应用非常广泛㊂本文介绍各类角运动测量仪器的基本原理与应用领域,阐述了角运动参数计量技术现状及发展趋势,重点介绍了角运动参数动态校准方法,并指明了以量子陀螺为代表的新一代角运动参数测量技术成为国家战略关键技术后需要研究的问题㊂关键词:角运动;测量;校准中图分类号:TB922㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1674-5795(2021)02-0073-08Angular Motion Measurment and Calibration MethodPENG Jun(Changcheng Institute of Metrology&Measurement,Beijing100095,China)Abstract:Angular motion measurement is widely used in rotating machinery,aircraft,ship,vehicle,robot and so on.This paper intro-duces the basic principle and application field of angular motion measuring instruments,expounds the present situation and development of angu-lar motion parameter measurement technology,and emphatically introduces the dynamic calibration method of angular motion parameters.Key words:angular motion;measurement;calibration0㊀引言刚体的运动有平移和定轴转动两种基本形式㊂描述平移运动的主要物理参数有位移㊁速度和加速度;描述定轴转动的主要物理参数有转角㊁角速度和角加速度㊂当描述一个物体在某空间的运动时,可将其运动分解为其质心沿空间坐标系3个轴的平移运动和绕3个坐标轴的定轴转动㊂各类旋转机械的转动㊁地球的自转,飞行器的航向㊁俯仰和横滚运动,车辆运动过程中急速转弯,舰船行驶过程中受巨浪的拍打而引起的俯仰及横向角度变化㊁机器人各关节的运动等,都可以用角运动量进行表征㊂作为一种常见的运动方式,角运动可分为匀速和非匀速两类:其中,非匀速角运动的角速度随时间变化,也称为动态角运动㊂近年来,动态角运动量测量的需求不断增加,例如:在飞行控制中,对惯导系统动态特性要求不断提高;在发动机和机器人领域的瞬态转动量测量需求也在增加㊂动态角运动测量技术迅速普及,角加速度计已经用于飞行器和汽车的控制系统㊂线运动计量技术发展的较早,也更为成熟㊂线运动计量是为了解决位移㊁速度㊁加速度的溯源问题,从激励信号类型可以分为振动(稳态)和冲击(瞬态)两类,从量值溯源途径可以分为绝对法(一次法)和比较法(二次法)两类㊂目前,国际标准化组织(ISO)已经制订了比较完备的线振动和冲击校准领域的国际标准,包括采用激光干涉法进行振动和冲击绝对法校准,振动㊁冲击比较法校准等㊂角运动计量是为了解决角位移㊁角速度㊁角加速度的溯源问题,总体而言,国际角运动的计量体系尚不完善[1]㊂1㊀典型角运动参数测量仪器1.1㊀光栅测角仪(角度编码器)典型的光栅测角仪采用圆光栅或柱面光栅测量角度㊂它们的基本结构是将光栅刻划在圆盘或圆柱体上㊂光栅是由大量等宽等间距的平行狭缝构成,高精度测角光栅在360ʎ均布着数万甚至数十万根刻线㊂光电读数头用于对光栅角位移进行检测,主要由副光栅㊁光源㊁光电转换器件组成㊂副光栅的刻线间距与主光栅相同,光栅旋转时光电读数头利用主副光栅相对运动产生的莫尔条纹明暗变化测量角度参量的变化㊂1997年,德国研制出世界上测角精度最高的光栅,它的分辨力为0.01ᵡ,测角误差为0.036ᵡ㊂此后Hei-denhain制造出光栅数字测角转台,圆光栅尺寸可达ϕ400mm,栅线数可达162000条,系统误差在ʃ0.15ᵡ范围内㊂圆光栅广泛应用于机器人㊁数控机床㊁航空航天等领域㊂德国的Opton和Heidenhain㊁英国的Ren-ishaw㊁美国的Itek,Micro-E和GRI主要生产各类圆光栅编码器㊂圆光栅既可用于高准确度角位移测量,也可用于动态角运动量测量㊂1.2㊀转速测量仪转速测量仪最简单的方式是利用敏感器件在旋转运动过程中每周产生一个脉冲,通过测两个脉冲间的时间间隔计算转速㊂敏感器件包括光电式㊁磁电式㊁电感电容式等㊂利用多齿或多标记细分法可以在每周产生多个脉冲,实现对转速的细分测量,但其细分数有限,瞬时转速的时间分辨力低,不能满足动态测量需要㊂转动量测量还常采用测速发电机法,这种方法利用电磁感应原理,其输出电压与转速成正比,缺点是进行动态测量频响范围窄㊁准确度低㊂上述方法主要用于匀速转速测量㊂1.3㊀扭振测量仪扭振亦即扭转振动,是结构动力学行为的表现形式之一,一般与其他振动载荷同时出现㊂扭振会对结构施加额外载荷(振动力矩及其伴随应力),会引起结构疲劳㊁振动㊁噪声㊁舒适性等方面的问题㊂扭振的主要表征参数包括扭转角度㊁角速度㊁角加速度以及动态扭矩等㊂扭振测试仪广泛应用于舰船㊁航空发动机㊁车辆㊁机器人等领域,是监测㊁检验装备旋转㊁扭振是否符合设计要求㊁判断设备健康状态㊁预测装备零部件寿命的重要手段之一㊂高端扭振测试仪具有全面的扭转运动学和扭转动力学分析功能㊂作为第一代扭振测试仪的典型代表 盖格尔扭振测量仪为全机械结构,通过模仿惯性速度传感器测量实现扭振拾取和记录㊂HBM以及ONOSOKKI则直接通过高采样率㊁高准确度㊁具有扭转波动测量功能的系列化扭矩传感器实现扭矩的测量㊂B&K TAC15使用线性加速度计拾取扭振信号,来适应扭振的现场测量需求㊂德国Polytec公司采用OFV400激光探头以及OFV4000控制器实现物体扭转和角运动的测量㊂其基本原理是激光干涉仪发出两束测量光束,其距离固定㊁平行且已知㊂通过两束光测量物体表面两点的线速度,根据两速度的差值与光束的距离之间的关系可计算出被测物体的角速度,从而实现旋转轴角运动参数的非接触测量㊂1.4㊀陀螺仪陀螺仪用于角速度的测量㊂惯性导航系统主要由陀螺和加速度计组成,因其自主性高㊁隐蔽性好㊁抗干扰能力强㊁全天候㊁全时空等诸多优点被广泛应用于航空㊁航天㊁航海和陆地机动等领域㊂现代军事装备离不开惯性导航系统㊂潜艇在水下长时间航行,飞行器在空间的稳定㊁摄影测绘㊁姿态调整,武装直升机等武器系统的瞄准线和射击线的稳定等都需要通过惯性测量系统实现㊂惯性导航系统具有初始对准时间长㊁其自身漂移导致误差积累等缺点,一度被卫星导航系统所压制㊂随着国际形势的风云变幻,卫星导航系统在安全性㊁可靠性等方面的缺点逐渐显现,很难保证武器装备在战时的可靠性甚至可用性,惯性导航系统在军事领域不可替代的地位更加凸显㊂陀螺仪是惯性导航系统的核心部件,其性能直接决定了惯性导航系统的准确度㊂陀螺仪的发展经历了从以牛顿经典力学为理论基础的转子陀螺仪到三浮陀螺仪,再到以Sagnac(萨格纳克)效应为基础的激光陀螺㊁光纤陀螺,工作原理和性能指标不断进步㊂目前,传统陀螺准确度最高的是静电陀螺(ESG),其零偏稳定性在10-6~5ˑ10-4ʎ/h范围内;中高精度零偏稳定性在5ˑ10-4~10-1ʎ/h范围内,包括激光陀螺(RLG)和光纤陀螺(FOG)等㊂光纤陀螺发展很快,霍尼韦尔公司研制的干涉型光纤陀螺(IFOG)零偏稳定性优于1ˑ10-4ʎ/h,角度随机游走5ˑ10-5ʎ/h1/2[2]㊂受到原理限制,传统陀螺仪很难兼顾高准确度和小体积,其漂移所带来的误差累积也限制了它的应用㊂半球谐振陀螺(Hemispherical Resonance Gyroscope, HRG)是一种利用半球壳唇缘的径向振动驻波进动效应来敏感基座旋转的新型固态谐振陀螺,是目前准确度最高的固体振动陀螺,具有无高速转子和活动部件㊁启动时间短㊁漂移小㊁过载能力强㊁频带宽㊁耐辐射以及体积小㊁重量轻㊁功耗低㊁寿命长㊁适应复杂环境等优点,特别适合在空间飞行器上使用㊂美国是最早研究HRG的国家,诺斯罗普㊃格鲁门公司的HRG 成功应用于MX洲际导弹;Delco公司为美国国家航空航天局的哈勃望远镜设计的Hubble HRG测量误差为0.00008ʎ/h㊂2018年法国赛峰公司的半球谐振陀螺角度随机游走达到0.0002ʎ/h1/2,标度因数稳定性为0.1ˑ10-5(有效值),零偏稳定性为0.0001ʎ/h㊂HRG 产品在航天领域应用最多,涉及天基预警㊁对地观测㊁深空探测等㊂微半球谐振陀螺是半球谐振陀螺小型化的产物,也是半球谐振陀螺的发展方向㊂随着现代物理学的发展,原子冷却㊁原子操控㊁激光等技术飞速进步,诞生了以原子物理和量子力学为理论基础的新型陀螺仪:量子陀螺[3-4]㊂量子陀螺以碱金属原子㊁电子和惰性气体原子等为工作介质,具有体积较小和超高准确度等优点,在惯性导航㊁姿态控制等领域表现出巨大的潜力,一经问世便成为国内外的研究热点㊂量子陀螺仪可分为自旋式和干涉式两大类,自旋式包括核磁共振陀螺仪(NMRG)㊁无自旋交换驰豫陀螺仪(SERF)和金刚石NV色心陀螺仪;干涉式主要为原子干涉陀螺仪(AIG)㊂上述的四种量子陀螺仪中,发展最为成熟的是核磁共振陀螺仪,其准确度高㊁体积小,具有芯片化的前景,美国在二十世纪70年代已开展相关技术研究㊂在美国国防部高级研究计划局(DARPA)对微小型㊁高准确度陀螺的需求牵引下,诺斯罗普㊃格鲁门公司近年来取得了积极的进展,研制的陀螺样机零偏稳定性为0.02ʎ/h,标度因数稳定性为5ˑ10-6,在此基础上,该公司拟实现零偏稳定性为1ˑ10-4ʎ/h㊁标度因数稳定性为1ˑ10-6的惯性测量单元㊂航天科工集团33所自主研制出核磁共振陀螺原理样机,使我国成为全球为数不多的掌握这项技术的国家之一㊂SERF陀螺的研究起步稍晚,2011年,普林斯顿大学的第二代SERF研究装置实现了零偏稳定性0.0005ʎ/h㊂北京航空航天大学㊁北京航天控制仪器研究所等单位也在开展SERF陀螺的研究㊂金刚石NV色心陀螺仪利用氮空位中的核自旋或者电子自旋结构和多种荧光辐射体系引起的微弱自旋信息来敏感载体转动信息,近年来进展较慢㊂原子干涉陀螺仪理论上具有超高准确度,零偏稳定性可以达到10-10ʎ/h,但研究起步较晚㊁技术难度大㊂近年来美国斯坦福大学㊁法国巴黎天文台㊁德国汉诺威大学等均开展了原子干涉陀螺仪研究㊂法国巴黎天文台首次实现采用冷原子干涉进行三个方向的加速度以及三个方向的角速度测量㊂国内中科院武汉物数所㊁清华大学和北京航天控制仪器研究所等单位也在开展原子干涉陀螺仪研究㊂全球卫星导航系统(GPS)存在易受干扰㊁欺骗及在某些环境下不可用等缺陷,美国一直在寻求GPS替补方案,以打破对其高度依赖㊂由于量子导航系统具有准确度高㊁抗干扰能力强等特性,具有不依赖于GPS实现自主定位的潜力㊂DARPA布局开展定位㊁导航和授时(PNT)相关技术研究,包括适应型导航系统(ANS)㊁微小型化PNT(Micro-PNT)㊁量子辅助感测和读出(QuASAR)㊁超快激光科学与工程项目(PULSE)以及对抗环境下时空和方向信息(STOIC)等㊂未来有望实现不依赖于GPS,可以达到GPS系统定位准确度的微型化量子惯性导航与定位系统㊂1.5㊀角加速度计角加速度计采用不同的工作原理,获得与角加速度成比例的电信号,目前主要有液环式㊁压阻式和压电式角加速度计㊂分子型液环式角加速度计利用液体双层理论来敏感输入轴方向的角加速度,并输出与该角加速度信号成正比的电信号,它主要由液环及放大器组成㊂液环内的工作液体作为惯性质量相对于转换器运动时,液体的流动转移 转换器 液体 界面处的电荷,由于 Quincke 效应,液体的惯性运动直接转换为与角加速度相对应的电信号㊂压阻式角加速计中,硅谐振梁式角加速度计是通过对位于硅谐振梁上压敏电阻的阻值变化测量角加速度值㊂当角加速度产生时,压敏电阻阻值的变化与加载在谐振梁上的力成比例㊂压电式角加速度计其压电陶瓷会在垂直于轴的环向产生一个与角加速度成比例的电荷㊂角加速度计可用于惯导系统中,角加速度信息与惯性导航装置所采集的其它信息相互结合,可以使得系统的动力学系数辨识和制导控制一体化设计成为可能;同时,由于角加速度信息在相位上超前于角速度反馈,因此引入角加速度信息的反馈可以提升飞行器/水下航行器抗未知瞬发干扰的能力㊂2㊀角运动参数计量标准角运动参数可分为静态参数和动态参数㊂静态参数主要有角位置和匀速旋转运动的转速,其中低转速的发生装置主要为速率转台,主要用于陀螺和惯导系统的测试与校准;动态参数是指随时间变化的量,主要有动态角速度和动态角加速度,主要发生装置有角振动台㊁摇摆台㊁角冲击台㊁突停台㊁仿真转台等㊂2.1㊀角位置计量标准角位置计量标准主要有多齿分度台㊁位置转台或棱体及光电自准直仪组成的测角系统等,可实现对角度分度及角位置定位的计量测试㊂多齿分度台是检测角度的一种精密仪器,主要由两个具有相同外径㊁齿形㊁齿距的端面齿盘组成的精密角度测量工具,它的检测角度基数为360ʎ/n,n为一周的齿数,常用的有360齿㊁391齿和720齿等,最大分度误差为0.2ᵡ~0.5ᵡ㊂位置转台主要由台体㊁控制系统㊁角度测量系统㊁控制计算机等组成㊂目前高准确度位置转台的角位置定位误差小于1ᵡ㊂按转台的轴数可分为单轴㊁双轴和三轴转台㊂在三轴转台上校准惯性系统,一次安装即可完成航向角㊁俯仰角和横滚角的校准㊂对陀螺进行校准时,利用三轴转台提供的精确姿态信息,以地球的重力加速度和自转角速度作为输入量,将转台按照设定的轨迹转动到不同的位置,通过观测陀螺的输出,根据已经建立的数学模型,对陀螺标定因数进行校准,一般有八位置法和十六位置法㊂棱体及光电自准直仪组成的测角系统则可以对角度发生装置进行测量与校准,棱体常见的有23面棱体和24面棱体,分度误差小于1ᵡ,光电自准值仪则在小角度范围内误差小于0.1ᵡ㊂2.2㊀转速计量标准速率转台是陀螺和惯导系统在设计㊁研制㊁生产过程中常用的计量标准之一㊂按其转轴的数目分有单轴㊁双轴㊁三轴㊂速率转台对陀螺校准是根据转台提供的一系列标准角速度,与陀螺的输出进行比较,由陀螺的误差模型,得到其标度因数(灵敏度)和安装误差角㊂常用的速率转台的范围为0.0001~1000ʎ/s,角速率准确度和稳定性为5ˑ10-5(360ʎ角度间隔)㊂可以满足机械陀螺仪和微机械陀螺仪的计量测试需求㊂俄罗斯全俄门捷列夫计量科学研究院(VNIM)建立的角速度标准角速度范围为0.00006~600ʎ/s,角速误差为1ˑ10-5㊂航空工业计量所建有低转速计量标准[5-6]如图1所示,超低速转速标准转台采用气浮轴系支撑,分体式力矩电机驱动,高准确度光栅测角系统反馈控制,实现速率范围0.00001~1000ʎ/s,角速率准确度和稳定性优于2ˑ10-6(360ʎ角度间隔)㊂图1㊀超低速转速标准台2.3㊀动态角运动计量标准对角运动量的动态计量需求主要有:陀螺或惯导系统产品的幅频特性㊁相频特性㊁带宽㊁启动时间延迟等,主要的工作计量标准有角振动台㊁仿真转台㊁突停台等㊂ISO制定的角运动标准有ISO16063-152006‘Methods for the calibration of vibration and shock transducers Part15:Primary angular vibration calibra-tion by laser interferometry“㊂我国的动态角运动计量技术规范有GB/T20485.15-2010/ISO16063-15:2006‘振动与冲击传感器校准方法第15部分激光干涉法角振动绝对校准“,GJB/J6205-2008‘角振动传感器校准规范“㊁JJF1453-2014‘角运动传感器(角冲击法)校准校准规范“㊁JJG(军工)184-2019‘标准角振动传感器“㊂以下简要介绍各类角运动动态校准方法,并对各种方法的特点进行比较㊂2.3.1㊀角振动标准角振动标准通过控制角振动激励台产生标准的正弦角运动信号,同时采集标准输出与被校传感器的输出,经过正弦拟合或DFT等处理,比较标准信号的幅值与被校传感器输出信号的幅值,得到传感器的灵敏度,比较标准输出信号初始相位角与被校传感器输出信号的初始相位角,得到相位差,实现对传感器幅频特性和相频特性的校准㊂德国PTB(Physikalisch-Technische Bundesanstalt)系列角振动标准可实现的频率范围为0.4~1000Hz,幅值测量不确定度为0.3%~0.5%㊂韩国KRISS(Korea Research institute of standard and science)系列角振动标准可实现的频率范围为1~800Hz,幅值测量不确定度为0.3%~0.8%㊂近年来,中国计量科学研究院(NIM)也进行了角振动的研究工作,目前角振动标准可实现的频率范围为0.05~1200Hz㊂航空工业计量所建有系列角振动标准,其频率范围为0.005~1000Hz,幅值灵敏度校准(如图2)不确定度为0.5%~2%,相位测量不确定度为0.5ʎ~2ʎ㊂计量所低频角振动标准采用基于气浮轴系激励源㊁基于分体式永磁电机的低失真动态角运动反馈控制㊁通过对光栅信号的解调㊁非线性补偿将角振动量值直接溯源到角度和时间两个基本量㊂通过同时采集角振动标准输出并对其进行解算,得到角位移序列φM(t i),与被校传感器在激励作用下产生输出u(t i)进行正弦拟合得到㊂u(t i)=A u cosωt i-B u sinωt i+C u(1)φM (t i )=A φcos ωt i -B φsin ωt i +C φ(2)由式(1)和式(2)联立求解得到式(3)和式(4)㊂^u =A 2u +B 2u ㊀㊀φu =arctanB uA u(3)^φM =A 2φ+B 2φ㊀㊀φS =arctanB φA φ(4)式中:^u为角振动传感器输出的幅值,φu 为角振动传感器输出在采集时刻的相位角,^φM为标准角位移幅值,φS 为标准角位移采集时刻的相位角㊂图2㊀低频角振动台被校传感器可以是角位移㊁角速度或角加速度传感器,标准测量通道为位移信号,为了用同一标准完成对不同角振动传感器的校准,需要对角位移㊁角速度和角加速度依据式(5)~(10)进行换算㊂角位移过程为^d =^φM ㊀㊀ϕd =ϕS (5)角速度过程为^v =2πf ^φM ㊀㊀ϕv =ϕS +π2(6)角加速度过程为^a =(2πf )2^φM ㊀㊀ϕa =ϕS +π(7)得到角振动传感器的幅值灵敏度和相位角延迟分别为角位移传感器S d =^u^d ㊀㊀Δϕ=ϕd -ϕu(8)角速度传感器S v =^u^v㊀㊀Δϕ=ϕv -ϕu(9)角加速度传感器S a =^u^a ㊀㊀Δϕ=ϕa -ϕu(10)由此,可以获得各类传感器的幅值灵敏度和相移[7]㊂2.3.2㊀角冲击标准角冲击标准通过控制角冲击激励台产生一定脉冲持续时间和峰值的半正弦激励,由激光干涉仪与柱状圆光栅组成的标准测量系统,利用高速数采模块同时采集标准测量信号与被校传感器信号,解算出标准信号波形和被校传感器输出波形,比较两信号的峰值得到传感器的幅值灵敏度㊂德国PTB 从上世纪九十年代开始一直在进行角冲击标准研究,但目前的能力和指标没有公开的报道㊂其他国家计量机构也未见相关报道㊂航空工业计量所角冲击标准如图3,其技术指标峰值角加速度为500~15000ʎ/s 2,脉冲宽度为5~30ms,测量不确定度为2%㊂角冲击标准激励源由台面㊁空气轴承㊁光栅㊁电机等组成㊂控制系统以计算机为核心,主要有两条控制线路:一路是由主控制器㊁主轴电机㊁光栅主控系统;另一路是由从控制器㊁滑环电机㊁编码器组成的跟随系统㊂激光干涉仪与柱状圆光栅组成标准测量系统,PXI总线数据采集系统对标准测量系统输出信号和被校传感器输出信号进行采集,将角冲击量值溯源到角度和时间两个基本量[8]㊂图3㊀角冲击标准角冲击标准在不同的半正弦波脉冲持续时间和峰值状态下,对角运动传感器进行校准[9]㊂被校角运动传感器刚性安装在角冲击台台面上,标准装置控制系统根据校准的要求,控制角冲击台给出相应的半正弦激励㊂采用光栅作为角运动量测角元件,其输出的电压信号^ux 和^u y 被数据采集系统数字化后形成2个离散信号系列^u x [n ]和^u y [n ]㊂被测角位移可由公式(11)计算得到[10]㊂θ[n ]=g 2πarctan ^uy [n ]^ux [n ]+k π()(11)式中:θ[n ]为角位移,rad;^ux [n ],^u y [n ]为光栅读数头输出信号,V;n 为0,1,2,3, ,离散信号系列变量;g 为光栅栅距,rad;k 为整数㊂可采用时域差分法对角位移信号一次差分得到角速度,数据处理过程如图4(a)所示;对角位移信号两次差分得到角加速度,数据处理过程如图4(b)所示㊂图4㊀时域差分计算方法也可用频域DFT法计算得到角速度,数据处理过程如图5(a)所示;用频域DFT法计算角加速度数据处理过程如图5(b)所示㊂图5㊀频域DFT计算方法比较被校传感器的输出与标准装置的输出,得到被校角运动传感器的灵敏度㊂㊀㊀公式(12)可计算出角加速度传感器灵敏度㊂Sθ㊆=^uθ㊆θ㊆(12)式中:Sθ㊆为角加速度传感器的角冲击灵敏度,V/(ʎ㊃s-2); ^uθ㊆为角加速度传感器输出的电压峰值,V;θ㊆为输入角加速度峰值,ʎ/s2㊂公式(13)可计算出角速度传感器灵敏度㊂Sθ㊃=^uθ㊃θ㊃(13)式中:Sθ㊃为角速度传感器的角冲击灵敏度,V/(ʎ㊃s-1); ^uθ㊃为角速度传感器输出的电压峰值,V;θ㊃为输入角速度峰值,(ʎ)/s㊂公式(14)可计算出角位移传感器灵敏度㊂Sθ=^uθθ(14)式中:Sθ为角位移传感器的角冲击灵敏度,V/(ʎ);^uθ为角位移传感器输出的电压峰值,V;θ为输入角位移峰值,(ʎ)㊂3㊀采用不同激励信号对陀螺进行校准不同类型的激励信号可以获得被校传感器的不同的计量特性,可以根据用户的测试需求选择激励信号的类型及角运动计量标准装置㊂本文采用超低转速标准装置㊁角振动标准装置㊁角冲击标准装置对同一支光纤陀螺进行校准㊂3.1㊀超低速转速标准采用超低转速标准对光纤陀螺校准,校准结果如表1,光纤陀螺在不同角速度下的标定曲线如图1所示㊂表1㊀某光纤陀螺静态输出校准结果表标准角速率/(ʎ㊃s-1)实测传感器输出值/mV灵敏度/(mV㊃(ʎ㊃s-1)-1)标准角速率/(ʎ㊃s-1)实测传感器输出值/mV灵敏度/(mV㊃(ʎ㊃s-1)-1)1 6.6669 6.67-1-6.5627 6.56 533.1273 6.63-5-33.0025 6.60 1066.1962 6.62-10-66.0415 6.60 50330.049 6.60-50-329.9434 6.60 100655.833 6.56-100-655.3775 6.55 150972.9317 6.49-150-972.7992 6.49 2001277.945 6.39-200-1278.065 6.39 2501567.376 6.27-250-1567.476 6.27 3001837.557 6.13-300-1837.694 6.13图6㊀光纤陀螺静态标定曲线图㊀㊀从表1与图6中可以看出:随着角速度的提高,该传感器输出灵敏度有所下降,在角速率小于50ʎ/s 时传感器灵敏度为6.6mV/(ʎ㊃S-1),最高角速率时,其输出灵敏度系数为6.1mV/(ʎ㊃S-1),正反转的对称性除1ʎ/s,其余可达0.45%㊂3.2㊀低频角振动标准采用低频角振动台对该光纤陀螺进行校准,校准结果见表2所示,其幅频特性和相频特性曲线见图7所示㊂表2㊀某光纤陀螺不同频率下正弦激励校准结果表序号给定频率/Hz灵敏度系数/(mV㊃(ʎ㊃s-1)-1)相移/(ʎ)11 6.610.05 22 6.600.22 35 6.580.40 48 6.580.69 510 6.590.89 616 6.59 1.48 720 6.63 2.01 830 6.61 2.84 940 6.63 3.68 1049 6.70 5.32 1160 6.59 5.62 1270 6.57 6.00 1380 6.687.00 1490 6.738.14 15100 6.629.08图7㊀某光纤陀螺幅频与相频特性㊀㊀从表2和图10中可以看出,由于该传感器的频带足够宽,在被校频率点上其灵敏度系数没有明显衰减㊂校准时各频率点的最大速度一般在20~100ʎ/s之间,其输出的灵敏度系数在6.6mV/(ʎ㊃S-1)附近,与静态校准时得到的灵敏度系数有较好的一致性㊂陀螺的相移随频率增加而增大,在100Hz时,相移达到9ʎ㊂3.3㊀角冲击标准用角冲击标准对该光纤陀螺进行校准,校准结果见表3和图8所示㊂表3㊀某光纤陀螺不同脉宽下对的校准结果序号脉宽/ms灵敏度系数/(mV㊃(ʎ㊃s-1)-1)15 6.646210 6.611320 6.537430 6.527550 6.521680 6.5137100 6.5158150 6.502图8㊀不同脉宽下传感器的输出灵敏度曲线图图9给出了陀螺在8ms脉宽下的校准波形图,可以看出陀螺的输出波形比标准装置的输出波形在时间上有一滞后,滞后时间2.1ms㊂。
角振动台电磁场FEM模拟计算与分析
转弹簧惯性系统 ， 工作过程为激磁系统的受迫振动。 从而 ， 激磁力的产生是 角振动台运行 的首要 问题 ， 也是本文研究的出发点。
１２计 算 内容 ．
ａ 为产 生 系 统 要 求 的驱 动 力 矩 ， 应 的 提 出 内外 定 子 间 的气 隙磁 通 应 ． 相 达 到 ０６ Ｔ的要 求 ， ．０ 由此 给 出需 要 通 入激 磁 线 圈 的 电流 ； ｂ 要 求 台体 端 部 漏 磁 不 大 于 １一 Ｔ数量 级 ； ． Ｏ４
∑ Ｈｉ ｉ Ｉ ＝∑ Ｉ （ ） １
式 中 ，ｉ ｉ称 为 第 ｉ段 磁路 的磁 压 降 ， 为 该 磁 路 的 总 磁 势 ［３ ＨＩ ∑Ｉ ２。 以内外定子部分为 分析对象 ， 由气 隙 磁 通 ０ ６ Ｔ的要 求 ， 激 磁 部 分 ．０ 按 气 隙和 定 子 尺 寸 分 别 计 算 总磁 势 ， 到 ∑Ｉ 为 ８ ０ Ａ 得 约 ５０ 。 为 了验 证 此 系 统 气 隙 磁通 和 漏 磁 的 要 求 ， 用 Ａ Ｓ Ｓ软 件 进 行 电磁 场 利 ＮＹ
２ 电磁场有 限元分析 、
根 据 全 电流 定 律 ， 体 或 线 圈 通 电后 ， 立 磁 场 ， 任 意 闭合 路 径 上磁 导 建 沿 场 强度 的线 积 分 ， 等 于 穿 过 该 闭 合 路 径 内的 导 体 电流 的代 数 和 。 实 际 电 就
机计算 中， 将线积分简化成和式， 即把要研 究的闭合磁路分成若干段 ， 每一 段 的磁 场 强 度 看 成 常 数 ， 有 则
动 生 成元 素 Ｓ Ｕ Ｃ ３ 。 Ｏ Ｒ Ｅ ２ 设 置 完 毕 即 可
～
一
分析求解 。 ２４ 内 部 磁 路 ． 与 磁 感应 强度 分 析
分析 ， 这是按全 电流定律分析的逆 过程 。 分析对象 为激磁磁 路部分 ， 采用 实 际尺寸三维建模 ［］ １。 本次分析含 有铁 芯和 电流源 ， 又属于单连通 区域 ， 即存在 气隙的磁路 不封 闭的铁芯系统， 选用微分标量 势法 （Ｓ ） ＤＰ 。 ２ １ 义 单 元 及 材料 类 型 ．定 分 析过程 中要用到 的有 限元单元 为 Ｓ ＬＤ ６ 为三维 单元模块 ， Ｏ Ｉ９ ， 六面 体八节点 ， 自由 为磁标 量势 ， 其 度 可以进行磁场分析 。 另外分 析过程 中的电 流源 加 载 会 自动 弓 入 ＳＵ Ｃ ６单 元 ， 为 电流 源 的单 元 。 Ｉ ＯＲ ３ 做 分 析 过 程 涉 及 到 两 种材 料 类 型 ， 空气 和 １ 即 Ｏ号 钢 ， 中 １ 其 Ｏ号 钢 为整 个磁路 的软磁材料。 电磁场分析中， 在 需要赋予空气 的属性 为磁 导率 ， 此处
角振动台原理
深入解析角振动台的工作原理角振动台是一种常见的实验仪器，用于研究物体在振动状态下的运动规律。
它通常由一个悬挂簧和一个支撑平台构成。
当平台受到外力作用时，它会在悬挂簧的作用下发生振动，从而使物体在平台上发生振动。
角振动台的工作原理基于牛顿第二定律，即力等于质量与加速度的乘积。
当平台受到外力作用时，对于一定的质量而言，平台的加速度会增加，从而使悬挂簧产生弹性力，阻止平台的运动。
随着时间的推移，平台的振动幅度逐渐减小，直至停止运动。
除了这个基本原理外，角振动台还具有一些特殊的性质。
例如，当平台振动的频率与悬挂簧的固有频率相同时，平台振动的幅度会达到最大值，称为共振现象。
此外，角振动台还可以用来研究物体的自由振动和强迫振动，并且可以通过更改支撑平台的位置和插上不同的弹簧来探索不同的振动规律。
总的来说，角振动台是一种重要的物理实验仪器，通过深入理解其工作原理，可以帮助我们更好地理解振动在物理学研究中的应用和意义。
角振动台原理
角振动台原理1．角振动台原理角振动台是用于测量非线性和有限自振模态的测试设备。
角振动台可以提供实验室和工厂环境中模态分析和系统动力学测试的多功能设备。
它是一种采用电机驱动的，能满足低频高精度角度应力测试的振动装置。
角振动台的工作原理是，它使用电机驱动驱动轴，连接在一个活塞上，在台面上固定一个小型震动台，活塞穿过这个小型震动台，使台面与活塞之间形成支撑点。
当电机驱动轴旋转时，活塞会在台面上不断地进行振动，使得台面跟着旋转，从而实现测量非线性和有限自振模态的目的。
角振动台的功能优势主要体现在：一是可以模拟实际工作环境中发生的不同频率的振动，可以通过不同的振动模式，频率和强度进行高精度的试验，从而更好地研究机械系统中的动力学行为；二是可以实现自动控制，可以准确地测量振动参数，有效地控制振动的强度和频率，从而更有效地分析系统的动力学行为；三是可以实现更安全及更低成本的测试，操作安全快捷，可以有效地避免人工操作可能发生的异常情况，节约实验材料和人力。
2．角振动台的应用角振动台的应用主要是用于非线性的和有限自振模态的测试，主要用于电力机械、机械传动系统、汽车和航空工程等领域。
1）用于机械系统的动态特性测试：可以用来测量机械系统的非线性特性，如振动模态的相关性、系统稳定性以及阻尼特性等。
2）用于汽车和航空等场合的振动测试：可以用于对汽车细微振动的检测和分析，以及航空发动机等复杂场合的振动测试。
3）用于负荷测试：可以用于测试机械设备在不同负荷下的可靠性和耐久性，保证系统安全性能。
4）用于多媒体和装置的振动测试：用于测试多媒体和装置的振动特性，可以准确测量振动参数，从而更加准确地确定机械系统的动力学行为。
角振动台具有良好的抗振性能，能满足实际历程的复杂振动，可以在复杂的实际场合中准确测量机械系统的动力学特性，为机械系统性能的评估和强化提供了重要的支持。
角振动台参数
角振动台参数
角振动台是用于模拟地震或其他动态环境下的物体振动行为的实验设备。
具体的角振动台参数可以因不同的设备和厂商而有所差异，以下是一些常见的角振动台参数：
1.振动模式：角振动台通常能够执行单轴或多轴振动，例如单轴水
平振动、双轴水平振动、三轴振动等。
振动模式的选择取决于具体的实验需求。
2.最大振幅：指角振动台能够达到的最大振动幅度，通常以角度或
位移表示。
3.频率范围：角振动台能够调节的振动频率范围，通常以赫兹（Hz）
表示。
4.最大载荷：指角振动台能够承受的最大负荷重量，通常以千克（kg）
表示。
5.控制方式：角振动台的控制方式可以是手动操作、计算机控制或
自动化控制，具体取决于设备的设计和功能。
6.控制精度：角振动台的控制系统的精度，通常以百分比或小数表
示，展示了设备能够准确控制振动参数的程度。
7.振动频率调节方式：角振动台的振动频率可通过手动旋钮、数字
面板或计算机软件进行调节。
具体的方式取决于设备类型和控制系统。
8.附加功能：一些角振动台可能还具备其他附加功能，例如自动报
警、振动信号记录、振动幅度衰减等。
需要注意的是，以上参数只是一些常见的示例，具体的角振动台参数可能会因设备型号、厂商和性能要求而有所不同。
建议您向具体的角振动台供应商或厂商咨询，以获取更详细和准确的参数信息。
角振动台原理
角振动台原理
角振动台是一种用来研究物体在振动状态下的动力学性质的实验设备。
它可以模拟物体在不同频率和幅度下的振动情况，以便科学家们更好地理解振动现象背后的物理原理。
角振动台的工作原理是利用电机带动一组齿轮和带动系统，让系统沿着一个圆形轨迹运动。
在轨迹的中心位置，有一个固定的支架，用来固定待测物体。
当电机开始运转时，整个系统就会开始振动，而待测物体也会跟着系统一起振动。
角振动台的振幅和频率可以通过调整电机的转速和齿轮的大小来控制。
例如，当电机转速较慢时，系统的振幅就会比较小，频率也会比较低。
而当电机转速较快时，系统的振幅和频率就会变得更高。
这样，科学家们就可以通过改变电机的转速和齿轮的大小来模拟不同频率和振幅的振动情况。
在实验中，待测物体通常会被固定在角振动台的中心位置，并与一个传感器相连。
传感器可以测量物体在振动状态下的位移、速度和加速度等参数。
这些参数可以通过计算机进行记录和分析，从而得到物体的振动模式和动力学性质。
角振动台在工程和物理学的研究中得到了广泛的应用。
例如，在机械工程领域，角振动台可以用来研究机械结构在振动状态下的耐久
性和稳定性。
在物理学领域，角振动台可以用来研究物体的共振现象和振动波的传播规律。
此外，角振动台还可以用来教学，帮助学生更好地理解振动现象和动力学原理。
角振动台是一种非常有用的实验设备，可以模拟不同频率和幅度的振动情况，帮助科学家们更好地研究物体在振动状态下的动力学性质。
角振动台原理
角振动台原理
角振动台原理是一种用来研究物体在受到外力作用下的振动特性的实验设备。
通过角振动台，可以模拟各种不同频率和幅度的振动，从而深入理解物体在振动过程中的行为规律和特性。
角振动台原理的核心在于利用电机驱动一个平台进行旋转，通过改变电机的转速和振动台的角度，可以实现不同频率和幅度的振动。
在振动台上放置不同形状和质量的物体，可以观察到物体在振动过程中的运动轨迹和振幅变化，从而研究物体的振动特性。
通过角振动台实验，可以探讨许多物理现象和原理，例如谐振现象、阻尼效应、共振现象等。
在实验中，可以通过改变振动台的角度和频率，观察物体的振动情况，从而验证和探究相关的物理理论。
除了用于教学和科研目的，角振动台原理还可以应用于工程领域，用来模拟和测试各种机械结构和设备在振动环境下的稳定性和可靠性。
通过角振动台的实验，可以评估和改进工程设计，提高产品的性能和品质。
总的来说，角振动台原理是一种非常重要的实验方法，可以帮助人们深入理解物体在振动过程中的特性和行为规律，对于教学、科研和工程应用都具有重要意义。
希望通过这篇文章的介绍，读者能够对角振动台原理有更深入的了解，并进一步探索其在不同领域的应用价值。