西安交通大学机械转子试验台振动与噪声测量综合试验报告

机械测试技术实验

实验报告

机械转子试验台的振动和噪声测试及分析综合实验

班级：

第三小组

组长：

成员（按姓氏）：仅供参考，不得抄袭！

西安交通大学机械基础实验教学中心

2013年12月

目录

一实验简介 (1)

1.1实验目的 (1)

1.2实验仪器与设备 (1)

1.3实验要求 (1)

二实验方案 (2)

2.1实验阶段 (2)

2.1.1准备阶段 (2)

2.1.2实施阶段 (2)

2.1.3总结分析阶段 (2)

2.2注意事项 (2)

三测试系统搭建 (3)

3.1测试系统框架图 (3)

3.2传感器的位置选择与搭建 (4)

3.2.1位移传感器 (4)

3.2.2加速度传感器 (4)

3.2.3速度传感器 (6)

3.2.4声级计 (7)

3.2.5转速传感器 (7)

3.3传感器后续连接 (9)

四信号采集与分析 (9)

4.1信号采集 (9)

4.2声级计标定 (10)

4.3转子轴心轨迹的测量 (10)

4.4不同转速下转子振动的时域分析 (11)

4.5不同转速下转子振动的频域分析 (13)

4.6不同转速下噪声的时域分析 (19)

4.7不同转速下噪声的频域分析 (21)

4.8转子振动与噪声相干分析 (25)

4.9转子动平衡 (26)

五实验总结 (27)

5.1实验结论 (27)

5.2实验中遇到的问题 (27)

5.3 实验心得 (28)

1.1实验目的

针对机械转子实验台，能够较熟练地掌握机械动态信号（振动、噪声等）测试系统设计、测试系统搭建、数据采集及信号处理的方法和技术。

1.2实验仪器与设备

机械动态信号测量与信号采集分析系统

机械转子实验台 1台

加速度传感器 1个

速度传感器 1个

电涡流位移传感器 2个

光电传感器 1个

噪声测量仪 1台

计算机 1台

1.3实验要求

1.针对转子实验台对象，按照机械动态特性测试要求，完成机械振动和噪声的计算机测试系统设计；

2.选用合适的振动和噪声测试传感器及其信号调理装置；

3.构建计算机测试系统，掌握振动和噪声信号分析软件使用方法；

4.自主完成转子实验台振动和噪声的测量、信号采集；

5.通过信号分析，得出转子实验台在不同转速下的振动和噪声的时域波形、频谱（从转速600rpm—1800rpm每200转测一组转速、振动时域信号、振动频域信号、噪声时域和频域的信号数据）；找出转速和振动及噪声的关系，并对转子实验台的动态特性进行分析评价。

6.对振动和噪声进行相干分析，并对结果进行合理解释。

2.1 实验阶段

根据实验要求和实际情况，我们大致将本次实验分为三个阶段进行，即准备阶段、实施阶段、总结分析阶段。

2.1.1准备阶段

1.熟悉试验台，熟悉各个传感器的安装位置及功能，以及整个测试系统的线路

连接。

2.基本掌握信号分析软件的使用。

3.掌握各传感器的标定方法，尝试进行信号采集及分析处理，为正式采集做准

备。

2.1.2实施阶段

1.连接测试线路，对各传感器进行灵敏度设定，对声级计进行标定。

2.通过两个电涡流传感器采集的信号，得到轴心的运动轨迹，观察其形状，判

断转子转动的不平衡程度。

3.合理安装声级计位置，准备进行噪声信号的采集。

4.通过速度和加速度传感器采集并得到转子转动引起的振动的时域和频域图。

与此同时，采集得到噪声信号的时域和频域图。

5.通过计算机软件对振动和噪声进行相干分析，并判断噪声是否由转子的振动

引起。

6.在不同转速下重复上述实验过程。

2.1.3总结分析阶段

利用实验得到的数据，对噪声和振动的关系进行分析讨论，得出噪声的主要来源，如果可能，进一步提出降低转自振动的方案。

2.2注意事项

以上方案是通过理论分析联系实际在理想情况下提出的，实际实施中可能会出现各种问题：

1.设备及软件使用不熟练引起的操作失误及数据异常。

2. 信号采集过程中干扰信号的混入难以避免，应尽量根据实际条件采取措施，减小干扰信号的影响。如：实验台桌面的振动；其他实验小组的影响；噪声采集过程中其他声音的干扰以及周围物体对声波反射作用的干扰。

3. 有实验设备包括传感器存在自身故障的可能，实验前应仔细检查。

4. 实际数据可能会与理想的实验数据存在出入，应对得到的数据进行大致判断，估计其合理性。

5. 实验过程中应具体问题具体分析，合理调整实验方案。

三 测试系统搭建

3.1测试系统框架图

图3.1.1 测试系统框架图

转速 噪声 振动 转速传感器

位移传感器

速度传感器

加速度传感器 声级计

计算机 数据采集装置

3.2传感器的位置选择与搭建

3.2.1位移传感器

位移传感器是利用电涡流

传感器制成，根据电磁感应原理，

通过检测磁场的大小来检测传

感器与转轴之间的距离，从而达

到测量位移的作用。共有两个，

XY方向各一个，装在转轴的支

撑处。

图3.2.1 位移传感器安装

3.2.2加速度传感器

加速度传感器是利用压电传感器制成，所谓压电效应是指某些电介质在受到某一方向的外力作用而发生形变（包括弯曲和伸缩形变）时，由于内部电荷的极化现象，会在其表面产生电荷的现象。加速度传感器安装在基架上。