速度、加速度测量 西安交通大学 理论力学实验
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接受 动压力 变换
q
电荷
电荷放 大器
u
电压信号
x
q 压电加速度计的电荷输出幅值q 正比于被测物体的加速度幅值xmax，即 Sq xm ax
定义压电速度计的灵敏度 电荷灵敏度的含义是：对应于每一单位简谐加速度（m·S-2）或（g）的输入，
传感器同频率简谐电荷量（pC）的输出。 电荷灵敏度是压电式传感器的最重要性能参数，是我们选用传感器的依据。
1-1压电传感器参数设定： 1-3转速测量参数设定：
（6）建立显示窗口：
信号选择： 光标选择：单光标 图形属性：
（7）清零： （8）转速显示： （9）测试：
电机参数设定： 电机启动：开始-升速 采样： 文件名-保存
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
1-1压电传感器参数设定： 1-3转速测量参数设定：
（6）建立显示窗口：
信号选择： 光标选择：单光标 图形属性：
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
测试装置
传感器安装杆
测试装置
动态力学量测试教学系统
DH1307前面板
动态力学量测试教学系统
DH-1307后面板
测量框图
加速度 传感器
光栅 编码器
DH1307调理器
电荷输入
DH1307动态力学测试 教学系统
DH1307调速器
转速输入
a（t）m/s2 v（t）m/s x（t）m n r/min
1-1压电传感器参数设定： 1-3转速测量参数设定：
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
1-1压电传感器参数设定： 1-3转速测量参数设定：
（6）建立显示窗口：
实验步骤、方法及注意事项
（6）建立显示窗口：
信号选择： 光标选择：单光标 图形属性：
（7）清零： （8）转速显示： （9）测试：
电机参数设定： 电机启动：开始-升速 采样： 文件名-保存
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
信号选择：
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
1-1压电传感器参数设定： 1-3转速测量参数设定：
（6）建立显示窗口：
信号选择： 光标选择：单光标 图形属性：
实验步骤、方法及注意事项
信号选择： 光标选择：单光标 图形属性：
（7）清零： （8）转速显示： （9）测试：
电机参数设定：
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
1-1压电传感器参数设定： 1-3转速测量参数设定：
信号选择： 光标选择：单光标 图形属性：
（7）清零： （8）转速显示：
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
1-1压电传感器参数设定： 1-3转速测量参数设定：
（6）建立显示窗口：
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定：
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
1-1压电传感器参数设定： 1-3转速测量参数设定：
（6）建立显示窗口：
信号选择： 光标选择：单光标 图形属性：
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
1-1压电传感器参数设定： 1-3转源自文库测量参数设定：
（6）建立显示窗口：
信号选择： 光标选择：单光标 图形属性：
（7）清零： （8）转速显示： （9）测试：
电机参数设定：
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
1-1压电传感器参数设定： 1-3转速测量参数设定：
光电式编码器
编码器又称码盘，是一种数字式角位移传感 器。通常使用时，将其安装在旋转轴上，按 旋转角度大小直接编码。其优点是结构简单， 可靠性高，在空间技术、数控机械系统等方 面有广泛应用。
工作原理
光电式编码是以光电方式把被测角位移变换成数字代码形式的传感器。其 工作原理如图所示。码盘3由光学玻璃制成，其上刻有许多同心码道，每位 码道上都有按一定规律排列着的若干透光和不透光部分，即亮区和暗区。 光电元件5的排列与码道一一对应。由光源1发出的光线，经柱面透镜2变成 一束平行会聚光照射到码盘上。通过亮区的光线经狭缝4后，形成很窄的光 束照射在光电元件上。光电元件的各种信号组合，反映出按一定规律编码 的数字量，代表了码盘轴的转角大小。
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
1-1压电传感器参数设定：
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
（6）建立显示窗口：
信号选择： 光标选择：单光标 图形属性：
（7）清零：
实验步骤、方法及注意事项
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1-1压电传感器参数设定： 1-3转速测量参数设定：
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（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
1-1压电传感器参数设定： 1-3转速测量参数设定：
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实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
并结合理论结果与试验条件进 行误差分析。
信号选择： 光标选择：单光标 图形属性：
（7）清零： （8）转速显示：
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
1-1压电传感器参数设定： 1-3转速测量参数设定：
（6）建立显示窗口：
实验目的和要求
（1）测量往复式压缩机活塞往复运 动的位移、速度、加速度及其变化 规律。 （2）了解并掌握工程中常用的压电 式传感器的特性与测量方法。
基本理论
设活塞作往复直线运动的加速度为
a(t) Asin(t )
速度可以用加速度的积分形式表示为
v(t)
a(t)dt
A
cos(t
1)
C
位移可表示为振动速度的积分形式
往复机械位移、速度、加速度测量
往复机械位移、速度、加速度测量
在机械故障诊断、机械动力分析、 动力优化设计、冲击的研究、计算机 辅助设计等许多场合，常常需要知道 运动部件上某点的位移、瞬时速度、 瞬时加速度以及速度和加速度的变化 规律。工程实际中，由于突加载荷、 摩擦等多种因素的影响。往往难以进 行准确的数值计算。在这种情况下， 实验是确定速度和加速度的有效方法。
1-1压电传感器参数设定： 1-3转速测量参数设定：
（6）建立显示窗口：
信号选择： 光标选择：单光标 图形属性：
（7）清零： （8）转速显示： （9）测试：
电机参数设定： 电机启动：开始-升速 采样： 文件名-保存
实验报告要求
（1）实验内容、实验日期。 （2）实验设备、仪器的名型号。 （3）实验框图。 （4）实验记录、数据表格。 （5）对实验结果的分析与讨论，
1-1压电传感器参数设定： 1-3转速测量参数设定：
（6）建立显示窗口：
信号选择：
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
1-1压电传感器参数设定： 1-3转速测量参数设定：
（6）建立显示窗口：
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实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
x(t)
v(t)dt
A
2
sin(t
2 )
C
正压电效应
某些晶体材料（例如天然石英晶 体和人工极化陶瓷等）在承受一定 方向的外力或变形时，其晶面或极 化面上会产生电荷，这种现象称为 正压电效应。 利用这种原理制成的传感器称为压 电式传感器。
压电式加速度传感器
c
xr
m
k P
xq
Mb
x
惯性式 P 压电式
q
电荷
电荷放 大器
u
电压信号
x
q 压电加速度计的电荷输出幅值q 正比于被测物体的加速度幅值xmax，即 Sq xm ax
定义压电速度计的灵敏度 电荷灵敏度的含义是：对应于每一单位简谐加速度（m·S-2）或（g）的输入，
传感器同频率简谐电荷量（pC）的输出。 电荷灵敏度是压电式传感器的最重要性能参数，是我们选用传感器的依据。
1-1压电传感器参数设定： 1-3转速测量参数设定：
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（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
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实验步骤、方法及注意事项
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测试装置
传感器安装杆
测试装置
动态力学量测试教学系统
DH1307前面板
动态力学量测试教学系统
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测量框图
加速度 传感器
光栅 编码器
DH1307调理器
电荷输入
DH1307动态力学测试 教学系统
DH1307调速器
转速输入
a（t）m/s2 v（t）m/s x（t）m n r/min
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实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
信号选择：
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
1-1压电传感器参数设定： 1-3转速测量参数设定：
（6）建立显示窗口：
信号选择： 光标选择：单光标 图形属性：
实验步骤、方法及注意事项
信号选择： 光标选择：单光标 图形属性：
（7）清零： （8）转速显示： （9）测试：
电机参数设定：
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
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（7）清零： （8）转速显示：
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
1-1压电传感器参数设定： 1-3转速测量参数设定：
（6）建立显示窗口：
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定：
实验步骤、方法及注意事项
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实验步骤、方法及注意事项
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实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
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光电式编码器
编码器又称码盘，是一种数字式角位移传感 器。通常使用时，将其安装在旋转轴上，按 旋转角度大小直接编码。其优点是结构简单， 可靠性高，在空间技术、数控机械系统等方 面有广泛应用。
工作原理
光电式编码是以光电方式把被测角位移变换成数字代码形式的传感器。其 工作原理如图所示。码盘3由光学玻璃制成，其上刻有许多同心码道，每位 码道上都有按一定规律排列着的若干透光和不透光部分，即亮区和暗区。 光电元件5的排列与码道一一对应。由光源1发出的光线，经柱面透镜2变成 一束平行会聚光照射到码盘上。通过亮区的光线经狭缝4后，形成很窄的光 束照射在光电元件上。光电元件的各种信号组合，反映出按一定规律编码 的数字量，代表了码盘轴的转角大小。
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
1-1压电传感器参数设定：
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
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信号选择： 光标选择：单光标 图形属性：
（7）清零：
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
1-1压电传感器参数设定： 1-3转速测量参数设定：
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（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
并结合理论结果与试验条件进 行误差分析。
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（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
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实验目的和要求
（1）测量往复式压缩机活塞往复运 动的位移、速度、加速度及其变化 规律。 （2）了解并掌握工程中常用的压电 式传感器的特性与测量方法。
基本理论
设活塞作往复直线运动的加速度为
a(t) Asin(t )
速度可以用加速度的积分形式表示为
v(t)
a(t)dt
A
cos(t
1)
C
位移可表示为振动速度的积分形式
往复机械位移、速度、加速度测量
往复机械位移、速度、加速度测量
在机械故障诊断、机械动力分析、 动力优化设计、冲击的研究、计算机 辅助设计等许多场合，常常需要知道 运动部件上某点的位移、瞬时速度、 瞬时加速度以及速度和加速度的变化 规律。工程实际中，由于突加载荷、 摩擦等多种因素的影响。往往难以进 行准确的数值计算。在这种情况下， 实验是确定速度和加速度的有效方法。
1-1压电传感器参数设定： 1-3转速测量参数设定：
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（7）清零： （8）转速显示： （9）测试：
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实验报告要求
（1）实验内容、实验日期。 （2）实验设备、仪器的名型号。 （3）实验框图。 （4）实验记录、数据表格。 （5）对实验结果的分析与讨论，
1-1压电传感器参数设定： 1-3转速测量参数设定：
（6）建立显示窗口：
信号选择：
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
1-1压电传感器参数设定： 1-3转速测量参数设定：
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（7）清零： （8）转速显示： （9）测试：
电机参数设定： 电机启动：开始-升速 采样： 文件名-保存
实验步骤、方法及注意事项
（1）检查接线 （2）接通仪器电源 （3）启动计算机，并双击桌面图标 DHDAS1307 （4）采样参数设定： （5）信号通道设定：
x(t)
v(t)dt
A
2
sin(t
2 )
C
正压电效应
某些晶体材料（例如天然石英晶 体和人工极化陶瓷等）在承受一定 方向的外力或变形时，其晶面或极 化面上会产生电荷，这种现象称为 正压电效应。 利用这种原理制成的传感器称为压 电式传感器。
压电式加速度传感器
c
xr
m
k P
xq
Mb
x
惯性式 P 压电式