传感器安装方式对振动测试的影响重点
振动测试技术方案
振动测试技术方案采用加速度计作为振动传感器，对被测系统的三轴向加速度进行测量，描述系统的冲击振动特性。
一、指标分析最常用的振动测量传感器按各自的工作原理可分为压电式、压阻式、电容式、电感式以及光电式。
压电式加速度传感器因为具有测量频率范围宽、量程大、体积小、重量轻、对被测件的影响小以及安装使用方便，所以成为最常用的振动测量传感器。
在一般通用振动测量时，用户主要关心的是加速度计传感器的技术指标，包括灵敏度、带宽、量程、分辨率、输出电气特性等。
（1）灵敏度传感器的灵敏度是传感器的最基本指标之一，灵敏度的大小直接影响到传感器对振动信号的测量。
不难理解，传感器的灵敏度应根据被测振动量（加速度值）大小而定，但由于加速度传感器是测量振动的加速度值，而在相同的位移幅值条件下加速度值与信号的频率平方成正比，所以不同频段的加速度信号大小相差甚大。
选择加速度传感器灵敏度时应对信号有充分的估计，最常用的振动测量压电式加速度计灵敏度，电压输出型（IEPE 型）为50~100 mV/g，电荷输出型为10 ~ 50 pC/g。
（2）带宽传感器的带宽是指传感器在规定的频率响应幅值误差内（±5%, ±10%, ±3dB）传感器所能测量的频率范围。
频率范围的高，低限分别称为高、低频截止频率。
截止频率与误差直接相关，所允许的误差范围大则其频率范围也就宽。
作为一般原则，传感器的高频响应取决于传感器的机械特性，而低频响应则由传感器和后继电路的综合电气参数所决定。
高频截止频率高的传感器必然是体积小，重量轻，反之用于低频测量的高灵敏度传感器相对来说则一定体积大和重量重。
（3）量程加速度传感器的测量量程是指传感器在一定的非线性误差范围内所能测量的最大测量值。
通用型压电加速度传感器的非线性误差大多为1%。
作为一般原则，灵敏度越高其测量范围越小，反之灵敏度越小则测量范围越大。
IEPE（电压）输出型压电加速度传感器的测量范围是由在线性误差范围内所允许的最大输出信号电压所决定，最大输出电压量值一般都为±5V。
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
振动加速度传感器的原理及选型安装方式
振动加速度传感器的原理及选型安装方式振动加速度传感器主要是用于测量轴承的振动，个别情况下也会用于测量转轴振动，它主要是安装在各种旋转机械装置的轴承盖上。
它将传统的压电加速度传感器与电荷放大器集于一体，能够直接与记录显示和采集仪器连接，简化了测试系统提高了测试的精度和可靠性，广泛应用于核爆炸、航空航天、铁路桥梁、建筑、车船、机械、水利、电力等领域。
ULT2023V系列振动加速度传感器简介ULT2023V系列振动加速度传感器，是在传感器内部集成了微型集成电路放大器(mini IC)的压电振动加速度传感器，将传统的压电振动加速度传感器与电荷放大器集于一体，能直接与采集或记录仪器连接，简化了测试系统，提高了测试精度和可靠性，同时具有低阻抗输出、抗干扰、噪声小、性价比高、安装方便等显著优点。
ULT2023振动加速度传感器技术指标：灵敏度：25mV/g量程：200g频率范围：0.7-11000Hz（±10%)安装谐振点:33kHz分辨率：0.0008g抗冲击：2000g重量：13gm安装螺纹：M5mm线性：≤1%横向灵敏度：≤5%典型值：≤3%输出偏压：8-12VDC恒定电流：2-20mA，典型值：4mA输出阻抗：＜150Ω激励电压：18-30VDC典型值：24VDC温度范围：-40～+120℃放电时间常数：≥0.2秒壳绝缘电阻：＞Ω安装力矩：约20-30Kgf.cm(M5螺纹)几何尺寸：六方14mm、高度20或26.5mm振动加速度传感器原理多数加速度传感器是根据压电效应的原理来工作的。
所谓的压电效应就是"对于不存在对称中心的异极晶体加在晶体上的外力除了使晶体发生形变以外，还将改变晶体的极化状态，在晶体内部建立电场，这种由于机械力作用使介质发生极化的现象称为正压电效应"。
一般加速度传感器就是利用了其内部的由于加速度造成的晶体变形这个特性。
由于这个变形会产生电压，只要计算出产生电压和所施加的加速度之间的关系，就可以将加速度转化成电压输出。
振动的测量
径向位移测量
当需要测量轴的径向振动时，要求轴的直径大于探头直径的三 倍以上。
每个测点应同时安装两个传感器探头，两个探头应分别安装在 轴承两边的同一平面上相隔90o±5o。由于轴承盖一般是水平 分割的，因此通常将两个探头分别安装在垂直中心线每一侧45o ，从原动机端看，分别定义为X探头（水平方向）和Y探头（垂 直方向），X方向在垂直中心线的右侧，Y方向在垂直中心线的 左侧。
考虑需测范围和仪器的动态范围，即可测量程的上 限和下 限，了解仪器的最低可测振动量级。 标定的检验，包括传感器，放大器和记录装置全套 测试系统的特性标定，定出标定值。 画出测量系统的工作方框 图，以及仪器连接草图， 标出所用仪器的型号和序 号，以便于测试系统的安 装和查校。 在选定了振级、频率范围，解决了绝缘及接地回 路等问题后，要确定测振传感器最合理的安装方 法，以及安装固定件的结构及估计可能出现的寄生 振动。
传感器需要与被测物良好接触。如果在水平方 向产生滑动，或者在垂直方向脱离接触，都会使测 试结果严重畸变 2.5.3. 固定件的结构、固定形式和寄生振动 (1)用钢螺栓， (2)用绝缘螺栓和云母垫圈 (3)用永久磁铁， (4)用胶合剂和胶合螺栓， (5)有蜡和橡胶泥粘附， (6)用手持探针。
安装方法
压电加速度计的安装方法 1.钢螺栓 2.绝缘螺栓和云母垫 3.磁铁吸附 4.胶合 5.蜡和橡胶泥粘附 6手持探头
2、振动的位移、速度、加速度指标 位移： x(t)=A*sin(2πft+φ) A-振幅，大小 f-频率，快慢
速度： v(t)=dx(t)/dt=fAcos(2πft+φ) 加速度：a(t)=dv(t)/dt=-f2Asin(2πft+φ)
¾ 三者间频率 f 不变，最大幅值呈 f 倍递增
《检测传感技术》期末复习题参考答案
中国石油大学（北京）远程教育学院《检测传感技术》期末复习题参考答案一、填空题（本题每一填空计2分，共计占总分的40%）1. 一个完整的测试系统由激励装置、传感器、信号调理、信号处理、显示记录等五个基本环节组成。
2. 在测试系统中，激励装置的功能是激发隐含的被测信息；传感器的功能是将被测信息转换成其他信息；信号调理环节的功能是将传感器获得的信息转换成更适合于进一步传输和处理的形式；信号处理环节的功能是对来自信号调理环节的信息进行各种处理和分析；显示记录环节的功能是显示或存储测试的结果。
3. 不失真测试即测试系统的输出要真实地反映其输入的变化。
为实现不失真测试，系统频率响应需要满足的条件是：幅频特性为常数；相频特性呈线性。
对系统瞬态响应的要求是：瞬态误差小；调整时间短。
4. 测试工作的任务主要是要从复杂的信号中提取有用信号。
5. 测试信号的时域特征参数主要有均值、方差和均方值。
6. 信号的均值反映随机信号变化的中心趋势；信号的方差反映随机信号在均值附近的分布状况；信号的均方值反映随机信号的强度。
7. 任何周期信号均可分解为一系列频率比为有理数的简谐信号, 其频谱特性包括离散性、谐波性、收敛性。
8. 频率单一的正弦或余弦信号称为谐波信号。
一般周期信号由一系列频率比为有理数的谐波信号叠加而成。
9. 周期信号的频谱特性：离散性即各次谐波分量在频率轴上取离散值；谐波性即各次谐波分量的频率为基频的整倍数；收敛性即各次谐波分量随频率的增加而衰减。
10. 瞬态信号是在有限时间段存在，属于能量有限信号。
11. 瞬态信号的频谱为连续谱,其幅值频谱的量纲为单位频宽上的幅值，即幅值频谱密度函数。
12. 瞬态信号的时域描述与频域描述通过傅立叶变换来建立关联。
13. 不能用确定的数学公式表达的信号是随机信号。
14. 从时域上看，系统的输出是输入与该系统脉冲响应的卷积。
15. 测试系统的静特性主要包括线性度、灵敏度和回程误差。
振动测试原理
振动测试原理振动测试是一种用来测量物体振动特性的技术手段，它可以帮助人们了解物体在振动状态下的各种参数，如振动频率、幅值、相位等。
振动测试广泛应用于工程领域、科学研究、产品质量控制等方面，具有重要的实用价值和意义。
振动测试的原理是基于物体振动产生的信号，通过传感器采集相应的振动信号，并对信号进行分析处理，从而获取物体振动的相关信息。
振动测试的关键在于信号的采集和分析，这其中涉及到传感器的选择、安装位置、采样频率、数据处理等多个方面。
传感器的选择对于振动测试至关重要，不同类型的振动信号需要选择不同类型的传感器。
常见的振动传感器有加速度传感器、速度传感器和位移传感器，它们分别适用于不同频率范围的振动信号。
在进行振动测试时，需要根据具体的测试要求选择合适的传感器，以确保采集到准确的振动信号。
传感器的安装位置也对振动测试结果产生影响，合理的安装位置可以最大程度地保证信号的准确性。
通常情况下，传感器需要安装在物体振动的主要部位，以获取最具代表性的振动信号。
此外，传感器的安装方式和固定方式也需要特别注意，以避免在测试过程中产生误差。
采样频率是指在一定时间内采集振动信号的次数，它直接影响到信号的分辨率和准确性。
在进行振动测试时，需要根据被测试物体的振动频率范围选择合适的采样频率，以保证采集到足够的振动信息。
通常情况下，采样频率需要是振动信号频率的两倍以上，以满足奈奎斯特采样定理的要求。
数据处理是振动测试的最后一步，通过对采集到的振动信号进行分析处理，可以得到物体振动的各项参数。
常见的数据处理方法包括时域分析、频域分析、阶次分析等，它们可以帮助人们全面地了解物体的振动特性。
在进行数据处理时，需要根据具体的测试要求选择合适的分析方法，并结合实际情况进行综合分析，以得出准确的测试结果。
总的来说，振动测试原理涉及到传感器选择、安装位置、采样频率、数据处理等多个方面，这些方面都对振动测试结果产生重要影响。
只有在这些方面都做到合理、准确，才能够得到准确可靠的振动测试结果，为工程领域、科学研究、产品质量控制等提供有力支持。
传感器与检测技术(重点知识点总结)
传感器与检测技术知识总结1：传感器是能感受规定的被检测量并按照一定规律转换成可输出信号的器件或装置。
一、传感器的组成2：传感器一般由敏感元件，转换元件及基本转换电路三部分组成。
①敏感元件是直接感受被测物理量，并以确定关系输出另一物理量的元件（如弹性敏感元件将力，力矩转换为位移或应变输出）。
②转换元件是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数（电阻，电感，电容）及电流或电压等电信号。
③基本转换电路是将该电信号转换成便于传输，处理的电量。
二、传感器的分类1、按被测量对象分类（1）内部信息传感器主要检测系统内部的位置，速度，力，力矩，温度以及异常变化。
（2）外部信息传感器主要检测系统的外部环境状态，它有相对应的接触式（触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器）和非接触式（视觉传感器、超声测距、激光测距）。
2、传感器按工作机理（1）物性型传感器是利用某种性质随被测参数的变化而变化的原理制成的（主要有：光电式传感器、压电式传感器）。
（2）结构型传感器是利用物理学中场的定律和运动定律等构成的（主要有①电感式传感器；②电容式传感器；③光栅式传感器）。
3、按被测物理量分类如位移传感器用于测量位移，温度传感器用于测量温度。
4、按工作原理分类主要是有利于传感器的设计和应用。
5、按传感器能量源分类（1）无源型：不需外加电源。
而是将被测量的相关能量转换成电量输出（主要有：压电式、磁电感应式、热电式、光电式）又称能量转化型；（2）有原型：需要外加电源才能输出电量，又称能量控制型（主要有：电阻式、电容式、电感式、霍尔式）。
6、按输出信号的性质分类（1）开关型（二值型）：是“1”和“0”或开(ON)和关（OFF）；（2）模拟型：输出是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量，其输入/输出可线性，也可非线性；（3）数字型：①计数型：又称脉冲数字型，它可以是任何一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比；②代码型（又称编码型）：输出的信号是数字代码，各码道的状态随输入量变化。
机械振动测试技术与案例分享
北京东方振动和噪声ห้องสมุดไป่ตู้术研究所
振动.应变.声学.冲击 全面解决方案
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3.传感器与仪器使用注意事项
★应变测试时，发现电桥无法平衡怎么办？ a. 检查应变片是否绝缘、检查应变片桥路是否接对，应 变仪上桥路档位选择是否正确 b.用万用表量应变片电阻：标准应该为120欧姆，如果过 大，如到达131欧姆，则是由于电阻过大无法平衡。解 决方法如下： ◆更换电阻小的导线，或缩短导线长度；
1.试验概述 2.试验仪器 3.测点布置 4.测试过程 5.测试结果
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1.试验概述
对某型号电机转子进行了双面动平衡测试，通过 动平衡测试，得到两个不平衡面的不平衡量及相位， 最后给出平衡该不平衡量所需加的配重及相位。
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2.试验仪器
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3.测点位置
本次试验属于双面动平衡，将被测对象某发电 机转子放置于平衡机上，在两个平衡面的径向 分别放置一个加速度传感器测量两个平衡面的 不平衡量，通过转速传感器测量转速和振动相 位。
26168.175
510.00375
峭度指标
3.185709
3.125752
3.323581
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振动.应变.声学.冲击 全面解决方案
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5.测试分析
（3）频域分析——齿轮箱二级行星级
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5.测试分析
振动试验中加速度传感器的选择
振动试验中加速度传感器的选择The Choice of Acceleration Sensor in the Vibration Testing环境适应性和可靠性2009.3国家电子计算机质量监督检验中心符瑜慧李雪松杨红左进凯 FU Yu-hui LI Xue-song YANG Hong ZUO Jin-kai摘要：参与振动试验中振动量值的获得，最直接也是主要的单元之一是加速度传感器。
本文将重点对压电式加速度传感器的工作原理及影响其选型的主要因素进行探讨。
关键词：传感器；选择Abstract: Getting the vibration force in the vibration testing, there is a unit-sensor which is directness and importance. This paper will talk about that the voltage acceleration sensor function and the important factor which must think about in choosing the sensor type.Key Words:sensor ; choice.1 引言振动试验中，我们对控制点、监测点等的振动量值都是通过加速度传感器采样得到的，该数值的正确性、可信性，直接影响到对试验的结果的判定。
如果控制点所得到的数值不真实，就会影响到我们对试验样品的振动应力施加，可能是欠应力或过应力，欠应力会导致不能真实反应样品的质量信息，达不到预期考察样品“抗振”的试验目的，过应力可能会使样品损害，或据此以样品进行改进设计，增加企业成本；如果监测点所得到的数值不真实，监测的作用就推动了应有的作用，达不到监测振动台面和样口某薄弱环节的作用，甚至会带来不必要的错误改进。
因此，影响振动试验中振动量值的正确获得，除了与传感器的安装位置、样品的安装等外，还跟传感器的技术指标有关，它是得到振动量值的最直接也是最重要的单元之一。
传感器实验总结报告范文(3篇)
第1篇一、实验背景随着科技的飞速发展，传感器技术在各个领域都得到了广泛的应用。
传感器作为一种将非电学量转换为电学量的装置，对于信息采集、处理和控制具有至关重要的作用。
本实验旨在通过一系列传感器实验，加深对传感器基本原理、工作原理和应用领域的理解。
二、实验目的1. 了解传感器的定义、分类和基本原理。
2. 掌握常见传感器的结构、工作原理和特性参数。
3. 熟悉传感器在信息采集、处理和控制中的应用。
4. 培养动手操作能力和分析问题、解决问题的能力。
三、实验内容本次实验共分为以下几个部分：1. 压电式传感器实验- 实验目的：了解压电式传感器的测量振动的原理和方法。
- 实验原理：压电式传感器由惯性质量块和受压的压电片等组成。
工作时传感器感受与试件相同频率的振动，质量块便有正比于加速度的交变力作用在晶片上，由于压电效应，压电晶片上产生正比于运动加速度的表面电荷。
- 实验步骤：1. 将压电传感器装在振动台面上。
2. 将低频振荡器信号接入到台面三源板振动源的激励源插孔。
3. 将压电传感器输出两端插入到压电传感器实验模板两输入端，与传感器外壳相连的接线端接地，另一端接R1。
将压电传感器实验模板电路输出端Vo1，接R6。
将压电传感器实验模板电路输出端V02，接入低通滤波器输入端Vi，低通滤波器输出V0与示波器相连。
4. 合上主控箱电源开关，调节低频振荡器的频率和幅度旋钮使振动台振动，观察示波器波形。
5. 改变低频振荡器的频率，观察输出波形变化。
2. 电涡流传感器位移特性实验- 实验目的：了解电涡流传感器测位移的原理和方法。
- 实验原理：电涡流传感器利用电磁感应原理，当传感器靠近被测物体时，在物体表面产生涡流，通过检测涡流的变化来测量物体的位移。
- 实验步骤：1. 将电涡流传感器安装在实验平台上。
2. 调整传感器与被测物体的距离，观察示波器波形变化。
3. 改变被测物体的位移，观察示波器波形变化。
3. 光纤式传感器测量振动实验- 实验目的：了解光纤传感器动态位移性能。
振动测量传感器的发展现状
现代计量测试1997年第5期振动测量传感器的发展现状谷 毅(中国计量科学研究院,北京 100013)摘要:本文对现代振动测量传感器的发展、种类、加工工艺、结构原理及传感器的主要性能指标做了简要介绍和分析,同时对它们在现代化工业领域中的应用也做了相应的介绍。
一、引 言进入九十年代以来,随着半导体加工工艺的日完美,微电子技术的迅速发展,微机化机械加工技术和工艺的不断更新,现代振动与冲击测量传感器正朝着更小、更轻、更价廉物美、更高可靠性和更坚固耐用的方向发展。
也正是因为具有了这些优点,才使得振动传感器在更多的领域得以应用。
航空、航天等尖端技术的发展促进了振动测量传感器的研制与开发,采用新的微工艺加工的振动传感器无疑是对原有传感器的一次重大变革。
而与此同时,传统的压阻、压电式加速度传感器的加工水平也在不断改进提高,这就使得测振传感器的发展和应用有了更广阔的空间。
二、加速度传感器加速度传感器的应用几乎涉及了所有现代化工业领域,其中包括航空、航天、船舶制造、建筑、交通、能源工业、化工、机械和军工,它是结构模态分析、振动性能试验、振动控制工程所必需的基础元件。
1.微电容式加速度传感器图1 微电容式加速度传感器结构原理图图1所示的结构是微电容式加速度传感器中最常用的一种。
这种采用差动电容式原理的设计提高了传感器的灵敏度和抗干扰能力。
将微结构的质量块沉积在牺牲层的多晶硅膜上,并经化学蚀刻形成。
两固定电极是在玻璃板表面上测射沉积的一层金属。
此外,质量块表面也需进行金属化处理,这样它与两固定电极之间便形成了具有公共电极的两个电容。
上述所有步骤都是在微米量级的加工下完成的。
当有加速度运动时,两个电容的电容量发生差动变化,输出一个正比于加速度的电信号,而这一电信号经一个与之一体的厚膜放大器放大后输出。
传感器的重量仅10克左右,并且具有-55～+125℃的工作温区,测量范围<±500m /s 2,工作频率范围为0～2k Hz,灵敏度则高达1000mV /g 以上。
振动传感器系统校准误差研究
振动传感器系统校准误差研究朱丽;黎玮【期刊名称】《中国科技信息》【年(卷),期】2016(000)014【总页数】2页(P59-60)【作者】朱丽;黎玮【作者单位】中国飞行试验研究院;中国飞行试验研究院【正文语种】中文论文介绍了飞行试验中振动传感器校准的相关理论，对振动传感器校准误差产生的原因进行了剖析，对误差来源进行了分析，同时给出具体减小校准误差的措施，旨在提高振动传感器校准系统的精度和整体技术水平，最后通过一组比对试验对理论分析进行验证。
随着振动各类传感器精度的不断提高，很多领域如航空航天、地震监测、桥梁、地质勘探等需要对不同频段的振动信号进行更高精确的测量和更细致研究。
只有保证振动传感器的测量精度，才能准确测得到与振动有关的各项试验数据，提前预知各种安全隐患，做出防范。
振动传感器广义的振动是指任何一种物理量的量值大小和方向相对于参考基准作往复变化的现象。
振动参数测量包括位移（振幅）、振动速度、振动加速度和振动频率的测量。
在飞行试验中，多采用振动传感器作为飞机环境振动、炮振、抖振等振动参数的测量。
振动参数的测量可通过振动传感器来实现。
的影响。
按照国家计量检定规程GJB1692－93，必须对工作用传感器进行定期校准，一般校准周期为一年。
用于机载测试的传感器必须进行装机前的校准，所得到的校准报告作为飞行试验数据处理的基准。
在飞机振动校准中，通常只对传感器的灵敏度、频率特性两项内容进行校准。
振动传感器系统校准过程可用图1所示的框图表示，由标准振动台（中频振动台/激光振动台等）施加标准信号给被校传感器，振动传感器感受到振动信号后，输出电信号或电荷信号至数据采集与记录装置，生成的校线作为飞行试验数据的基准。
校准方法在实验室中，通常采用比较法校准，即使用标准振动传感器作为传递工具，对工作用的传感器进行标定。
标准振源主要是使用标准振动台，由信号发生器经功率放大器输出正弦信号至振动台，使振动台面产生垂直或者水平方向振动，产生的振动信号作为振动传感器的输入信号源。
振动的测试专题知识讲座
第5章 第1节 振动测试基础
三、振动对象旳理论模型
1、单自由度振动系统 一种单自由振动系统能够抽象为一种二阶系统，其幅频、相 频特征曲线为：
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第5章 第1节 振动测试基础
三、振动对象旳理论模型
2、多自由度振动系统 对复杂旳多自由度振动系统能够看成是多种单自由度振动
第5章 第2节 振动旳鼓励
二、激振器
1、电动式激振器 电动式激振器旳构造如下图所示。它由弹簧﹑壳体﹑磁钢﹑ 顶杆﹑磁极板﹑铁芯和驱动线圈等元件构成。驱动线圈和顶杆 相固连，并由弹簧支撑在壳体上，使驱动线圈恰好位于磁极所 形成旳高磁通密度旳气隙中。当驱动线圈有交变电流经过时， 线圈受电动力旳作用，力经过顶杆传给试件，即为所需旳激振 力。
脉冲连续时间τ。τ取决于锤端旳材料，材料越硬τ越小，则频
率范围越大。 ③阶跃激振 阶跃激振旳激振力来自一根刚度大﹑重量轻旳弦。试验时，
在激振点处，由力传感器将弦旳张力施加在试件上，使之产生 初始变形，然后忽然切断张力弦，所以相当于对试件施加一种 负旳阶跃激振力。阶跃激振属于宽带激振，在建筑构造旳振动 测试中被普遍应用。
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第5章 第2节 振动旳鼓励
二、激振器
激振器是对试件施加激振力，激起试件振动旳装置。激振器 应该在一定频率范围内提供波形良好﹑幅值足够旳交变力。某 些情况下需要施加一定旳稳定力作为预加载荷。另外，激振器 应尽量体积小﹑重量轻。
常用旳激振器有电动式、电磁式和电液式三种。
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二、激振器
2、电磁式激振器
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第5章 第2节 振动旳鼓励
二、激振器
2、电磁式激振器 电磁式激振器使用 时要注意旳两个问题： （1）电磁式激振器 要想正常工作，则必 须加上直流电流（直 流分量）。 （2）应选择： B0>>B1，以此来减 小二次谐波分量旳影 响。
振动传感器实验中的干扰排除措施
振动传感器实验中的干扰排除措施振动传感器是一种常见的传感器，用于测量物体的振动或运动状态。
在实验中使用振动传感器时，常常会遇到各种干扰，这些干扰会影响到实验结果的准确性和可靠性。
因此，采取一些干扰排除措施是非常必要的。
首先，我们需要注意电磁干扰对振动传感器的影响。
电磁辐射源，如电磁炉、电视机和手机等，都会产生电磁波，这些电磁波会干扰振动传感器的正常工作。
因此，在实验中，应尽量将振动传感器与电磁辐射源保持一定的距离，或者采取屏蔽措施，以减小电磁干扰对传感器的影响。
其次，机械振动也会对振动传感器的测量结果产生一定的干扰。
比如，在实验中，如果使用电动工具或机械设备，其震动会传导到实验台上，进而传递给振动传感器，影响到传感器的测量结果。
为了解决这个问题，可以在实验台上放置一层绝缘材料，减少机械振动的传导。
此外，也可以使用隔振台等专门用于减少机械振动的设备，将振动传感器放置在其上，以确保传感器的测量结果准确可靠。
另外，温度变化也会对振动传感器的工作产生一定的影响。
由于传感器的工作温度范围是有限的，当温度超过其工作范围时，其灵敏度和准确性都会受到影响。
因此，在实验中，需要将振动传感器放置在稳定的温度环境中，避免温度变化对传感器的干扰。
如果必须在高温或低温环境中使用振动传感器，可以选择高温或低温型号的传感器，并且在使用前进行充分的测试和校准，以确保其可靠性和准确性。
最后，还需要注意振动传感器与被测物体之间的耦合效应。
传感器与被测物体之间的接触或固定方式会影响到传感器的测量结果。
如果传感器与被测物体的接触不紧密或固定不稳，就会导致传感器读数的波动或不准确。
为了解决这个问题，可以在传感器与被测物体之间添加缓冲材料或垫片，以增加接触面积，并确保传感器与被测物体之间的稳定接触。
综上所述，振动传感器实验中的干扰排除措施是非常重要的。
我们需要注意电磁干扰、机械振动、温度变化和传感器与被测物体之间的耦合效应等因素，采取相应的措施来减小干扰，保证传感器的测量结果的准确性和可靠性。
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。
随机振动试验中常见问题及分析
随机振动试验中常见问题及分析作者：王东桥来源：《中国科技博览》2016年第10期[摘要]本文对随机振动试验中常见问题进行分析说明，并结合作者实际工作对随机振动试验中常见问题提出了解决方法。
[关键词]随机振动试验常见问题分析说明解决方法中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）10-0020-011.引言产品在运输和实际使用中所遇到的振动一般都是随机振动，利用随机振动试验来考核产品才能更真实地反映产品对振动环境的适应性和考核其结构的完好性。
据统计，在作者所在实验室现场振动试验中，随机振动试验大约占有60%的比例。
且作者在实验室完成随机振动试验时，经常会遇到一些问题，例如：怎样才能选择合适的振动设备；怎样才能解决试验过程中超差中断问题等。
因此，如何克服随机振动试验中常见问题，保证试验顺利进行，是作者所关心的问题，也是当前必须解决的问题。
2.随机振动试验的参数计算及分析随机振动的试验条件由频率范围、加速度谱密度、加速度谱密度的频谱、总均方根加速度和试验持续时间等参数共同确定。
频率范围是指随机信号的有效频率成分的带宽。
加速度谱密度（或称功率谱密度）是指每单位频率上的能量，其单位为g2/Hz。
加速度谱密度的频谱是指随机振动能量在整个频率范围上的分布。
总均方根加速度是施加给产品的总能量的标志。
试验持续时间通常由试验目的和试验的能级等因素来确定，对于特别重要的产品也可根据其寿命来确定。
2.1 随机振动所需推力的计算随机振动所需推力通常指随机均方根推力，是表征随机振动总能量的统计参数。
计算公式如下：F=marms其中：m为运动系统的质量总和（动圈质量+试件质量+夹具质量+滑台滑板和连接件质量）；arms为随机振动的加速度总均方根，单位为m/s2。
由于试件是弹性体，所需推力用适合于刚体的公式计算，其结果只是一个估算。
按经验F应乘一个1.2系数。
即：FX=1.2F（FX应小于或等于所用振动台的额定推力）。
振动传感器的原理及应用
压电激励方案
（2）振动膜式传感器
这种传感器的Q值很高，一般约为104， 因此，输出信号的通频带很窄。膜片是振 荡器中的谐振元件，振荡器的输出是频率 变化的正弦波信号，经放大、整形、限幅 后，作为高分辨力计数器的门控信号。这 样，就提供了正比于加在膜片上压力的计 数输出。使用的数字线性化电路与振筒式 压力传感器相类似，不再赘Байду номын сангаас。
4、波纹管
波纹管的作用是把输入压力差转换为振 动梁的测量力，使用高纯度材料经特殊加 工制成。这是因为石英振动梁相当坚硬， 要使梁在力作用下发生即使仅几十微米的 挠曲，没有足够大的力是不行的。此外， 还要求波纹管的迟滞小。
5、配重
当石英晶体谐振器的形状、尺寸、位置 决定后，配重可以调节运动组件的重心与 支点重合。在受到外界加速度干扰时，配 重还有补偿加速度的效应，因其力臂几乎 是零，使得谐振器仅仅对压力造成的力矩 起反应而不感受外力。
一、概述
二、原理 1、振动筒传感器 2、振动膜式传感器 3、振动弦式传感器 4、振动梁式传感器
三、应用及产品
VIB-10b便携式智能振动测量仪 ——上海胜利测试技术有限公司
机械运行振动中包含着从低频到高频各 种频率成分，而不同的频率与振幅所对应 的设备工作状况及故障原因都是不同的， 因此，该领域的专家们利用这一结论开发 出了不少
位移
加速度
频率范围 速 度
位移
精 度 显 示 电 源 自动关断功 能 体 积 质 量
技术参数 0.1--199.9m/s2（峰值）
0.1--199.9mm/s（真有效值） 0.001--1.999mm（峰峰值） LO档10Hz～1KHz Hi档1KHz～10KHz
《结构动力学与计算方法王生》第12章结构振动实验基础(第12章)
2.建立结构数学模型
根据已知条件，建立一种描述结构状 态及特性的模型，作为计算及识别参数依 据。目前一般假定系统为线性的。由于采 用的识别方法不同，也分为频域建模和时 域建模。根据阻尼特性及频率耦合程度分 为实模态或复模态模型等。
3.参数识别
按识别域的不同可分为频域法、时域法和混合 域法，后者是指在时域识别复特征值，再回到频 域中识别振型。
一般应考虑的问题
（1)慎重确定测量点。这要求事先对振动体的性质 有一初步的了解，有时，甚至要考虑到传感器的 质量负荷对被测振动体的影响。 (2)选择传感器及合适的配用仪器设备。在做该选 项时，应考虑到不同的传感器对配用电子设备的 特殊要求。例如压电式加速度计对前置放大器的 要求等。选用电子设备，总要考虑到他们的频率、 相位特性、动态范围、以及便于操作等因素。
• 近十多年来，由于计算机技术、FFT分析仪、 高速数据采集系统以及振动传感器、激励 器等技术的发展，试验模态分析得到了很 快的发展，受到了机械、电力、建筑、水 利、航空、航天等许多产业部门的高度重 视。已有多种档次、各种原理的模态分析 硬件与软件问世。
一、模态参数模型
1.动态数据的采集及频响函数或脉冲相应函数分析
• 二、振动试验的任务
• （1）测定结构的振动特性参数，频率、振型、阻 尼、广义质量、广义刚度和测量的动力特性，如 动弹性模量、动泊松比、动切变模量。
• （2）测定结构的动力响应，应力、位移、频率特 性等，以进行结构强度、刚度、稳定及优化分析， 制定减振或加固措施。
• （3）模拟振动条件，对产品（结构与仪表）进行 耐振性能试验检测，为改进产品设计提供依据。
三、传递函数测量
结构系统任意两点的传递函数也成为机械导纳。导纳 测量是模态分析的关键，为了获得正确的导纳，试验 时必须注意考虑： 1.结构支撑： 自由悬挂、固定在地基上。刚体模态，频率为零。 2.激励方法 激励信号中包含宽的频率成分，稳态随机激励或瞬态激 励时常用的两种宽带激励方法。 稳态激励有激振器；脉冲激励的数学原理是脉冲函数 具有与白噪声相同的平直频谱，而它的近似实现却比 稳态随机简易的得多，因此应用广泛。 传感器必须标定，试验设定正确得工程单位及合理选择窗函 数等。
传感器与检测技术重点及题目答案
传感器与检测技术重点及题⽬答案复试传感器与⾃动检测技术知识点总结⼀、填空题（每题3分）1、传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件、产⽣可⽤信号输出的转换元件、以及相应的信号调节转换电路组成。
2、⾦属材料的应变效应是指⾦属材料在受到外⼒作⽤时，产⽣机械变形，导致其阻值发⽣变化的现象叫⾦属材料的应变效应。
3、半导体材料的压阻效应是半导体材料在受到应⼒作⽤后，其电阻率发⽣明显变化，这种现象称为压阻效应。
4、⾦属丝应变⽚和半导体应变⽚⽐较其相同点是它们都是在外界⼒作⽤下产⽣机械变形，从⽽导致材料的电阻发⽣变化。
5、⾦属丝应变⽚和半导体应变⽚⽐较其不同点是⾦属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；⽽半导体材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，⽽机械形变为辅。
6、⾦属应变⽚的灵敏度系数是指⾦属应变⽚单位应变引起的应变⽚电阻的相对变化叫⾦属应变⽚的灵敏度系数。
7、固体受到作⽤⼒后电阻率要发⽣变化，这种现象称压阻效应。
8、应变式传感器是利⽤电阻应变⽚将应变转换为电阻变化的传感器。
9、应变式传感器是利⽤电阻应变⽚将应变转换为电阻变化的传感器。
10、应变式传感器是利⽤电阻应变⽚将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件⽤来感知应变，电阻敏感元件⽤来将应变的转换为电阻的变化。
11、应变式传感器是利⽤电阻应变⽚将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件⽤来感知应变，电阻敏感元件⽤来将应变的转换为电阻的变化。
12、应变式传感器是利⽤电阻应变⽚将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件⽤来感知应变，电阻敏感元件⽤来将应变的转换为电阻的变化。
13、应变式传感器是利⽤电阻应变⽚将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件⽤来感知应变，电阻敏感元件⽤来将应变的转换为电阻的变化。
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传感器安装方式对振动测试的影响
一、传感器的安装有方向性,传感器的外形一般是以圆柱体为主,它的轴线要与振动方向一致,否则传感器测量到的就是振动的横向分量了,采集到的数据不准确。
二、对于固定点和测量点GB/T2423-10-1995 中规定如下:
3.1 固定点fixing point
样品与夹具或与振动台点接触的部分,在使用中通常是固定样品的地方。
如果实际安装结构的一部分作夹具使用,则应取安装结构和振动台点接触的部分作固定点,而不应取样品和振动台点接触的部分作固定点。
3.2 测量点measuring point
试验中采集数据的某些特定点具有两种形式,下面给出其定义。
注:为了评价样品的性能,可以在样品中的许多点上进行测量,但在本标准中,这种情况不作为测量点看待,对这方面的更详细的叙述见附录A2.1。
3.2.1 检测点check point
位于夹具、振动台或祥品上的点,并且要尽可能接近于一固定点,而且在任何情况下,都要和固定点刚性连接。
试验的要求是通过若干检测点的数据来保证的。
如果存在四个或四个以下的固定点,则每一个都用作检测点。
如果存在四个以上的固定点,则有关规范中应规定四个具有代表性的固定点作检测点用。
在特殊情况下,例如对大型或复杂样品,如果要求检测点在其他地方(不紧靠固定点,则在有关规范中规定。
当大量的小样品安装在一个夹具中时,或当一个小样品具有许多固定点时,为了导出控制信号,可选用
单个检测点(即基准点,但该点应选自样品和夹具的固定点而不应选自夹具和振动台的固定点。
这仅当夹具装上样品等负载后的最低共振频率充分高过试验频率的上限时才是可行的。
3.2.2 基准点reference point
是从检测点中选定的点,为了满足本标准的要求,该点上的信号是用来作控制试验之用的。
测量点加速度传感器的安装:与控制加速度计的安装类似,但测量点必须选在试件刚性较大的地方,否则测出的振动可能是局部振动并不反映测试点的总体振动情况。
三、对下图测量曲线的分析
从下图可以看到蓝色曲线是CH1控制点曲线,浅绿曲线是CH2测量点曲线。
红、黄是退出和警告曲线。
另两个是目标和共振曲线。
试验条件是10-100Hz,加速度是10M/S^2;此曲线是试验结束后保存的数据。
从图中可看出目标曲线、共振曲线、与控制点的曲线基本是重叠的,说明了振动试验正常,产品在振动时无大的偏差。
我们再看测量点CH2的曲线波形是断续的,不是连续的,在某些频率范围内测量值很小甚至没有信号输出了。
从40Hz开始,测量逐步在增大,在60和约71-72Hz两个点出现尖峰值了。
很明显测量点的输出信号是不正常,测量曲线的波形是断续的,说明测量信号时有时没有。
这个原因有两种情况,一是传感器及连接线之间有虚断存在或传感器坏了。
二是可能传感器安装不对了;三可能是有干扰信号。
光从一个图片,我们是很难找出问题存在的原因。
经过进一步的了解,产品是通过一个减振器安装在台面上的,控制点传感器安装在台面上,测量点的传感器是安装在产品上。
通过检查和控制点与测量点互换排除了传感器和连接的故障,最后查出真正的原因是测量点的传感器安装方向不对,采集到的产品横向振动的信号。
为什么测量点的曲线测量曲线的波形是断续的,原因在于产品是安装在减振器上,在低频时,产品在减振器无振动,横向分量小,从40Hz以后,产品在减振器开始产生有附加振动,即横向分量开始加大
了。
而在振动试验中,振动方向的横向是不受控制,因此振动幅值变化很大,让人误以为是传感器连接不好或干扰信号了。