振动测试技术学习资料

合集下载

测试技术 振动测试归纳.ppt

测试技术 振动测试归纳.ppt

• 拾振器的质量造成被测系统加速度和固有频率的变 化可用下式来估计:
a' m a m mt
' n
m m mt
n
• 只有当mt<<m时,mt的影响才可忽略。
最新.
12
第八章 振动测试 8.2 典型测振传感器
8.2.1. 磁电式速度传感器 • 磁电式绝对速度传感器为惯性式速度传感器 • 工作原理:当有一线圈在穿过其磁通发生变化时,会产生 感应电动势,电动势的输出与线圈的运动速度成正比。 • 结构如图:
5
T 0.0584
出纸速度由示波器面板读出,也可以由时标线之间的长度计算得出。
出纸速度:v lt
时标长度
t
时标
如果取 n 个波形,量出长度 Ln
则频率计算公式为:f
最新.
nv Ln
31
第八章 振动测试
3)、直读法 (数字频率计数器测频法)
测量放大器
放大整形 主控闸门 计数器 显示器
传 感 器
振动物体
常用
2、4不动 1、5动
2、5不动 1、4动
最新.
13
第八章 振动测试 惯性式速度传感器工作原理
线圈作为质量块的组成部分,在磁场中运动时,其输出电压 与线圈切割磁力线的速度成正比。由基础运动所引起的受迫 振动,当ω>>ωn时,质量块在绝对空间中近乎静止,从而被 测物(它和壳体固接)与质量块的相对位移、相对速度就分
ea加速度计的开路电压(mV);
•几乎所有测振仪器都用g作为加速度单位。
最新.
19
第八章 振动测试
压电式加速度计的影响因素
• 对给定的压电材料而言,灵敏度随质量块的增大或压电元 件的增多而增大。一般来说,加速度计尺寸越大 ,其固有频 率越低。因此选用加速度计时应当权衡灵敏度和结构尺寸、 附加质量的影响和频率响应特性之间的利弊。

(2) 第1章振动测试的基本知识

(2)   第1章振动测试的基本知识

1.2.2 有阻尼的自由衰减振动的测试 参数 m cx kx 0 x
解得x(t )
Ae
nt
sin( p n t
2 n 2
Ae Ae
nt nt
sin( Pd t sin( 2f d t
A–位移振幅,C–阻尼系数,n–衰减系数 (2n c / m)

例:
电测法 宽(大、中、小量程均有) 宽(大、中、小量程均有) 规格型号多 需要 中、小(Kistler 公司 1mm 注塑监控用力传感器) 高、中、低均有 高、中、低档均有 接触式、需考虑温度、湿 度、腐蚀及电磁干扰等影 响 伺服式加速度计 压电式加速度计 惯性式速度计 角位移计
传感器生产 商:
VdB 20 log x dB

式中:a1,v1,x1是指测量得到的有效值(或峰 值) a2,v2,x2是指某一参考值(一般取
a2=10-2mm/s2,v2=10-5mm/s,x2=10-8mm;
x1 20 log dB x2
或者取为1)


例如:声级计的p2=20μpa 有的仪表1mv 0dB 或者 1v 0dB 某放大器的增益为40dB,表示输入信号的 幅值是输入信号幅值的100倍。 这种所谓的分贝标尺起到了将大范围的变 化加以等精度压缩的作用。
| X ( f ) |与 f )都是频率 f 的实函数 | X ( f ) |—幅频曲线
f ) —相频曲线 根据振动信号的频谱,可以判断振动系统 的动力学特性。
1.3 振动测试方法及分类
机械法 — 适用被测振动频率较低、振幅
较大和精度不高的场合。
测试方法 光学法 — 可实现无接触测量,但只能作 相对测试,故需良好隔振。 电测法 — 是瞬态、冲击和随机振动等复 杂参数的唯一测试手段。

振动测试技术资料

振动测试技术资料

拱桥振动测试姓名:刘沛学号:0214185班级:研14-1班课程:振动测试技术年月:2015年7月18日目录一振动测试概述 (1)1 振动分类及描述 (1)2 振动基本参量表示方法 (1)3 振动测试仪器分类及配套使用 (3)4 窗函数的分类及用途 (4)5 信号采集及分析过程中出现的问题,怎样解决? (7)二、惯性式速度型与加速度型传感器 (8)1 惯性式速度传感器的分类 (8)2 压电式加速度传感器 (9)三振动特性参数的常用量测方法 (12)1 振动基本参数的量测 (12)2 简谐振动频率的量测 (12)3 机械系统固有频率的测量 (12)4 简谐振动幅值的测量: (12)5衰减系数的测量: (13)6结构动力特性参数量测 (13)7 稳态正弦激振及测试 (13)8 瞬态激振及测试 (14)9 随机激振及测试 (15)四题目(结构设计) (16)1 结构设计资料及试验要求 (16)2.试验目的 (18)3.试验方法 (18)4 结果分析 (20)五概念 (22)1 功率谱 (22)2 自相关函数 (22)3 互相关函数 (23)4 相干函数 (23)5 传递函数 (24)六模态分析 (26)1 概念 (26)2 方法分类及理解 (26)一振动测试概述1 振动分类及描述按照运动的表现形式,振动可以分为确定性和非确定性振动(即随机振动)。

确定性振动又分为周期性和非周期性振动。

周期性振动分为简谐振动和复杂周期振动。

非周期运动又分为准周期和瞬态振动。

非确定性振动分为平稳随机和非平稳随机,平稳随机又分为各态历经和非各态历经。

按振动激励类型分类,振动可分为随机自由振动和随机强迫振动。

按振动位移的特征分类,振动可分为:横向振动(振动体上的质点在垂直于轴线的方向产生位移的振动)、纵向振动(振动体的质点沿轴线方向产生位移的振动)和扭转振动(振动体上的质点沿轴线方向产生位移的振动)。

周期运动的最简单形式是简谐振动。

振动测试技术复习内容

振动测试技术复习内容

复习内容1.振动测量系统的灵敏度、频率特性及线性动态范围的定义。

灵敏度:传感器测量系统的输出信号与输入信号的比值(有量纲)。

频率范围:定义为:测量系统灵敏度随频率的变化量不超过某一给定误差线的最高频率与最低频率之间的范围。

两端频率分别为下限频率和上限频率。

动态范围:定义一:测量系统灵敏度随输入信号的变化量不超过某一给定误差线的最大输入与最小输入之间的幅值范围。

定义二:测量系统输出与输入维持线性关系的最大输入与最小输入之间的幅值范围。

横向灵敏度:指传感器对垂直于测量主轴方向运动的敏感程度一般要求传感器与振动台横向灵敏度越小越好。

相位特性:相移是指在简谐机械量输入时,测量系统同频率输出信号对输入信号的相位滞后。

要求:附加刚度,附加质量,环境条件2.周期振动与瞬态振动过程时域的特征参数及频谱图的特点y3.振动测量传感器的分类,电动式速度传感器、压电式加速度与力传感器及电涡流传感器的工作原理、输入输出关系式及特点。

4.电动式振动台与激振器的工作原理、使用与安装方法系。

6.简谐振动幅值与频率的测量方法。

7.自由衰减法测量结构固有频率及阻尼比的原理、过程与计算公式。

8.共振法测量结构特性参数的原理、方法及其共振状态的判别。

9.什么是实模态分析、复模态分析、频率响应函数与机械导纳函数?10.幅频峰值法与实频、虚频峰值法使用的前提是什么?如何由幅频曲线、实频虚频曲线确定结构的固有频率和阻尼比?11.在对传感器测量系统校准时,常采用比较法和绝对法,写出这两种方法的定义。

12.采样、量化、频率混淆及泄露的概念,为什么要加窗函数,不同振动过程应分别加何种窗函数。

振动振动测试基础知识

振动振动测试基础知识

初相角 (Initial phase)
描述振动在起始瞬间的状态。
振动位移、速度、加速度之间的关系 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
x
v
vx
a
振动位移
a
位移、速度、加速度都是同
xAs i nt
频率的简谐波。
速度)
vdxAsin t()
dt
2
加速度
三者的幅值相应为A、A、 A 2。
相位关系:加速度领先速度
均值 (Mean value)
又称平均值或直流分量。
x 1
T
x dt
T0
有效值
xrms
1 T x2 dt T0
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
简谐振动的幅值参数
平均绝对值
正峰值
有效值
峰峰值
平均值
负峰值
各幅值参数是常数,彼此间有确定关系
峰值 xp=A; 峰峰值 xp-p=2A
平均绝对值 xav=0.637A
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
旋转机械的振动图示 (变转速)
轴心轨迹阵 波德图与极坐标图 (Bode & Polar Plot)
升(降)速时,基频幅值和相位的变化
三维频谱图 (Cascade) 坎贝尔图 (Campber)
各转速下的频谱图的另一种表示
轴心位置
判定轴颈静态工作点和油膜厚度
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
振动相位与转子转角的关系
振动信号
参考脉冲
从参考脉冲到第一个正峰值的转角 定义振动相位。
振动相位与转子的转动角度一一对应。在平衡和故障 诊断中有重要作用。

振动测试技术基础培训

振动测试技术基础培训

航空航天工程应用
• 神州飞船
航天
• 飞机整机强度试验、模态
试验
• 飞机发动机试验、整机测 试、动部件测试等
• 火箭发动机点火试验
• 卫星地面试验
旋转设备状态监测
• 在电力、冶金、石化、化工等流程工业中,生产线上设备运行状态关 系到整个生产线流程。通常建立状态(定期或在线)监测系统。
石化企业输 油管道、储 油罐等压力 容器的破损 和泄露检测。
2 响应特性
传感器的响应特性是指在所测频率范围 内,保持不失真的测量条件。
实际上传感器的响应总不可避免地有一 定延迟,但总希望延迟的时间越短越好。
3 线性范围
任何传感器都有一定线性工作范围。在 线性范围内输出与输入成比例关系,线性范 围愈宽,则表明传感器的工作量程愈大。传 感器工作在线性区域内,是保证测量精度的 基本条件。
4R
金属丝应变片: dR (1 2 )
R
V与应变成线性关系,可以用电桥测量电压测量应变
电桥的接法:
单臂
半桥
全桥
动手做:
1. 自己动手在等强度梁上粘 贴应变片。
2. 使用应变测试系统测试等 强度梁应变值。
电涡流位移传感器
原理:涡流效应
产品:
电涡流转速传感器
磁电式速度传感器
1.变换原理:
• 在一定的应力范围(弹性形变)内, 材料的应力与应变量成正比,它们的 比例常数称为弹性模量或弹性系数 。
• 胡克定律(弹性定律)
传感器基础—被测物理量
• 振动位移:就是质量块运动 的总的距离,也就是说当质 量块振动时,位移就是质量 块上、下运动有多远。
• 位移的单位可以用µm 表示。 • 进一步可以从振动位移的时

第5章-振动测量技术

第5章-振动测量技术

2. 电测法振动测量系统
干扰
激振
系统
测振传感器
中间变换电 路
信号发生器 功放
振动分析仪器
显示记录
反馈控制
图5.2 振动测量系统的一般组成框图
由于振动的复杂性,加上测量现场复杂, 在用电测法进行振动量测量时,其测量系统是 多种多样的。图5.2所示为用电测法测振时系统 的一般组成框图。由图可见,一个一般的振动 测量系统通常由激振、拾振、中间变换电路、 振动分析仪器及显示记录装置等环节所组成。
无论是利用振动还是防止振动,都 必须确定其量值。
5.1 振动和振动测量系统
5.1.1 振动信号分类 机械振动
确定性 的的
周期的
非周期 的
随机的
平稳的
非平稳 的
简谐振 复杂周期

振动
准周期振 瞬态和冲 各态历经 非 各 态 历




振动信号按时间历程的分类如图5.1所 示,即将振动分为确定性振动和随机振 动两大类。
频率范围宽、激振力大、振动 波形好,设备结构较复杂
电磁式 激振器
交变电流通至电磁铁的激振线圈,产生周期性的 交变吸力,作为激振力
用于非接触激振,频率范围宽、 设备简单,振动波形差,激振 力难控制
电液式 激振器
用小型电动式激振器带动液压伺服油阀以控制油 缸,油缸驱动台面产生周期性正弦波振动
激振力大,频率较低,台面负 载大,易于自控和多台激振, 设备复杂
机械阻抗测试是在结构上施加激振力,同时 测量力和响应,所得机械阻抗只决定于系统本身, 而与激振力性质无关。
按激励方式的不同,测试方法通常分为稳态 正弦激励测试、随机激励测试和瞬态激励测试三 种。

《振动测试》课件

《振动测试》课件

振动测试的技术路线
振动测试前的准备
振动测试的常用方法
振动测试的数据分析
测试前需要确保测试设备正常、 测试环境合适、测试物体无损伤。
常用的振动测试方法包括冲击法、 振动法、响应谱法等。
通过测量数据进行分析,了解物 体的振动特性、模态分析、频率 响应等。
实验操作步骤
1 实验前的准备工作
了解实验目的,准备必要的测试设备和试验台。
振动测试的原理
1
振动的概念
振动是指物体在某个参考点或在某个参考系中偏离静止位置并产生周期性的运动。
2
振动测试的定义
振动测试是通过测量和分析物体在振动状态下的各项参数,评估物体振动特性的 一种测试方法。
3
振动测试的原理介绍
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
物体在振动过程中会产生加速度,可以通过测量加速度和频率来描述物体的振动 特性。
2 实验所需设备及材料
常见的实验设备包括加速度传感器、振动台、信号分析仪等。
3 操作步骤的详细说明
实验操作包括控制测试环境、对测试物体施加振动、测量振动参数并进行数据分析等。
振动测试案例分析
1
振动测试案例介绍
对汽车引擎进行振动测试,分析其自然频率和振动响应。
2
案例分析过程
使用加速度传感器和信号分析仪对引擎进行振动测试,并采集振动频谱图。
3
分析结果与结论
分析结果显示引擎存在不均衡问题,需要调整曲轴平衡度以降低振动水平。
结论与展望
分析出的结论
振动测试是揭示物体振动特性、解决振动问题的有效手段。
未来的研究及展望
振动测试技术将在空间、医疗、安全等领域得到广泛应用。
本次课程学习心得
本课程详细介绍了振动测试的基础知识和关键技术,对于我的研究工作有很大帮助。

工程振动测试技术09第9章基本振动参数常用的测量方法课件

工程振动测试技术09第9章基本振动参数常用的测量方法课件

由(a)、(b)两式解得:
n 2
(
f
2 v
f
2 x
)
由(b)、(c)两式解得:
应注意的问题
n 2fv
fa
(
f
2 a
f
2 v
)
当衰减系数n比较小时,fx、fv、fa 各值相差很
小,测量结果误差较大。
应用精确的频率测量仪器,使测量共振频率的
有效数字尽可能精确。
9.5.3 半功率点法 振动理论曾导出强迫振动的振幅表达式:
由于
fd
f
2 n
(

n 2
)2
是自由衰减振动法得到
的系统振动频率,略小于实际的固有频率。
优点:方法比较简便;
缺点:振动波形衰减太快。
9.2.2 强迫振动法 利用共振的特点来测量机械系统的固有频
率的方法称为强迫振动法,也叫共振法。 1. 调节转速法
速械发和系生固统共有的振频固时率有的频的转率关速系。ncf叫n 做6n临0c 界转,速就,可根以据计临算界出转机
c、计算与显示系统 主要功能:由平均值检波器和直流放大器输出脉冲 的平均值,使输出的直流电压与输入信号间的相位 差成正比关系,然后通过表头显示出来。
2、数字式相位计 数字式相位计的整形电路、相位差检测器的工作
原理同模拟式相位计测量系统的工作原理相同。
数字式相位计的工作原理框图
由于整形电路、相位差检测器 输出的信号如图(c)所示,
sin x
pnt
F0 x m
sin sin
pnt pnt
F0 x m
因此,只要测量发生速度共振时的速度幅值和激
振力幅值,即可通过此式计算出阻尼。
9.6 振型曲线的测量

振动试验技术资料和数据处理和分析方法

振动试验技术资料和数据处理和分析方法

振动试验技术和数据处理和分析方法振动试验是指评定产品在预期的使用环境中抗振力量而对受振动的实物或模型进展的试验。

依据施加的振动载荷的类型把振动试验分为正弦振动试验和随机振动试验两种。

正弦振动试验包括定额振动试验和扫描正弦振动试验。

扫描振动试验要求振动频率按肯定规律变化,如线性变化或指数规律变化。

振动试验主要是环境模拟,试验参数为频率范围、振动幅值和试验持续时间。

振动对产品的影响有:构造损坏,如构造变形、产品裂纹或断裂;产品功能失效或性能超差,如接触不良、继电器误动作等,这种破坏不属于永久性破坏,由于一旦振动减小或停顿,工作就能恢复正常;工艺性破坏,如螺钉或连接件松动、脱焊。

从振动试验技术进展趋势看,将承受多点掌握技术、多台联合感动技术。

简介振动试验是仿真产品在运输、安装及使用环境中所患病到的各种振动环境影响,本试验是模拟产品在运输、安装及使用环境下所患病到的各种振动环境影响,用来确定产品是否能承受各种环境振动的力量。

振动试验是评定元器件、零部件及整机在预期的运输及使用环境中的抵抗力量。

最常使用振动方式可分为正弦振动及随机振动两种。

正弦振动是试验室中常常承受的试验方法,以模拟旋转、脉动、震荡(在船舶、飞机、车辆、空间飞行器上所消灭的)所产生的振动以及产品构造共振频率分析和共振点驻留验证为主,其又分为扫频振动和定频振动两种,其严苛程度取决于频率范围、振幅值、试验持续时间。

随机振动则以模拟产品整体性构造耐震强度评估以及在包装状态下的运送环境,其严苛程度取决于频率范围、GRMS、试验持续时间和轴向。

振动又分为正弦振动、随机振动、复合振动、扫描振动、定频振动。

描述振动的主要参数有:振幅、速度、加速度。

振动试验包括响应测量、动态特性参量测定、载荷识别以及振动环境试验等内容。

响应测量主要是振级的测量。

为了检验机器、构造或其零部件的运行品质、安全牢靠性以及确定环境振动条件,必需在各种实际工况下,对振动系统的各个选定点和选定方向进展振动量级的测定,并记录振动量值同时间变化的关系(称为时间历程)。

振动测量分析基础知识

振动测量分析基础知识

振动测量分析基础知识振动测量分析是指对物体振动特性进行测量和分析的过程,常用于工程领域的振动分析、故障诊断和结构健康监测。

在进行振动测量分析时,需要掌握一些基础知识,包括振动的基本概念、振动测量的方法、振动信号的分析与处理等。

一、振动的基本概念1.振动:物体围绕其中一位置或平衡位置作往复或周期性运动的现象。

2.振动的主要参数:振幅、周期、频率、相位和相位差。

3.振动的分类:自由振动和受迫振动,以及简谐振动和非简谐振动。

二、振动测量的方法1.直接法:通过直接接触目标物体或其附近的测点,使用传感器实时测量振动信号。

常用的传感器有加速度计、位移传感器和速度计等。

2.非接触法:通过无线传感技术、光学传感技术或红外线传感技术等,对远离目标物体的振动信号进行测量。

常用的传感器有激光测振仪、红外线摄像机和毫米波雷达等。

3.振动传感网络:通过多个传感器分布在目标物体上,实现多点同时测量和数据采集,进行全局振动监测和分析。

三、振动信号的分析与处理1.时域分析:通过对振动信号的波形进行观察和分析,得到信号的振幅、周期、频率以及时间变化规律。

2.频域分析:将时域信号转换为频域信号,通过傅里叶变换等方法,得到信号的频率成分和能量分布,可进行频谱分析和频率响应分析。

3.相位分析:通过测量不同测点的相位差,可以获得信号的相位关系和振动传播速度。

4.整频带法:对振动信号进行整个频率范围的分析,用于诊断和评估整个系统的振动特性。

5.专频法:对振动信号在特定频率范围内的分析,用于更精确地检测特定故障或异常情况。

振动测量分析在工程领域有着广泛的应用,例如在机械设备的故障诊断中,可以通过振动信号的分析来判断设备的健康状况和故障原因;在建筑物结构健康监测中,可以通过振动传感器对结构的振动参数进行实时监测,预防和诊断结构损伤等。

随着传感器技术和信号处理算法的不断发展,振动测量分析的精度和应用范围也在不断扩大,对振动的研究和应用产生了积极的推动作用。

《振动测试实验》讲义摘录

《振动测试实验》讲义摘录

《振动测试实验》讲义摘录《振动测试实验》课的学习内容常用振动测试设备的原理及使用。

振动测试系统的选择、安装与使用。

振动信号的数据采集、分析处理的理论与实践。

动态信号分析仪的原理与使用。

模态试验的基本理论、试验方法与试验过程。

目标与要求了解振动测试的目的和意义。

了解振动测试的基本手段和方法。

掌握基本的振动测试技术。

振动测试与动态分析包括三个部分振动测量与数据采集,动态信号分析,机械或结构动态特性测试。

1、振动测量与数据采集机械或结构振动的位移、速度、加速度;冲击的加速度;噪声的声压和声强…等等,这些物理量是随时间变化的,称之为动态信号,对其测量称之为动态测量。

振动测量属于动态测量范围。

动态测量是指由传感器测得这些非电物理量并转为电信号,然后经过放大、滤波等适调环节,对信号作适当调节,对测量结果进行显示、记录的全过程。

工程中的物理量都是随时间连续变化的,相应的连续时间信号称为模拟信号。

将连续时间信号转换为离散数字信号的过程称为数据采集。

2、动态信号分析对于振动、冲击等快变物理量,数据采集得到的时间历程信号尚不足以描述其特征,而有效值、峰值等参数反映的信息量又太少。

因此,对所测得的动态信号往往需要进行分析,即动态信号分析。

通过动态信号分析,获得更多的能够较详尽反映物理特征的各项参数。

如频率响应函数、功率谱密度函数、相关函数等等。

3、机械或结构动态特性测试实际测量、分析的物理量,往往是被试对象在一定运行环境中受到某种激励的动态响应,前者是输入后者是输出。

由于线性系统的输入、输出之间存在简单的因果关系,因此可以通过对被试系统输入、输出物理量的测量和分析来确定系统的动态特性,这就是动态特性测试。

例如结构模态试验就是第一章振动测试设备振动测试设备主要包括:传感器、适调器、激振装置、数据采集器、信号分析处理软件等。

传感器:位移传感器、速度传感器、加速度传感器、激光传感器、力传感器。

激振装置:激振器、力锤、振动台。

《振动测量》课件

《振动测量》课件

2
案例 2
应用振动测量技术检测建筑结构的振动情况,评估结构的安全性和耐久性。
3
案例 3
通过振动测量分析机械设备的振动情况,判断设备运行是否正常,预测故障。
总结与展望
振动测量是一门重要的工程技术,广泛应用于各个行业。随着科技的发展, 振动测量技术将不断创新和完善,为人们的生活和工作带来更多的便利。
振动的种类
振动可以分为多种类型,包括机械振动、结构振动、电磁振动、声学振动等。 不同类型的振动具有不同的特点和应用场景。
振动测量的方法
非接触式测量法
通过光电、激光或雷达 等传感器,无需直接接 触物体即可获取振动参 数。
接触式测量法
通过加速度计、压电传 感器等直接接触物体, 测量物体振动的加速度 或位移。
频谱分析法
通过对振动信号的频谱 分析,得到振动信号的 频率分布和幅值,从而 分析振动特性。
传感器介绍
加速度计
测量物体振动时加速度的变化,是最常用的振 动传感器之一。
应变计
通过测量物体表面的应变变化,推算出物体的 振动情况。
麦克风
可用于测量声波振动和机械振动,广泛应用于 声学和噪音控制领域。
压电传感器
利用压电效应测量物体振动引起的电荷或电势 变化,适用于高频振动测量。
Hale Waihona Puke 计算机数据采集系统计算机数据采集系统用于接收和处理传感器测量数据,实现对振动信号的分析和记录。常见的数 据采集系统包括模拟输入卡、数字信号处理器和数据存储设备。
实例分析
1
案例 1
利用振动测量技术分析汽车发动机的振动特性,优化发动机设计和降低振动噪音。
《振动测量》PPT 课件
振动测量是一种用于分析和评估物体振动特性的技术。本课件将介绍振动测 量的基本概念、常见的振动种类、测量方法、传感器应用、数据采集系统以 及通过实例分析来深入理解振动测量的原理和应用。

振动测试分析技术

振动测试分析技术

02
01
第3章 振动测试分析技术
第3章 振动测试分析技术
3.1振动的基础知识
机械振动:机械振动是指表示机械设备在运动状态下,机械设备或结构上某观测点的位移量围绕相对基准随时间不断变化的过程。
3.1振动的基础知识
简谐振动 位移 速度 加速度
3.1振动的基础知识
质量块受力产生的受迫振动
相关参数:
转速,结构特性参数等
01
02
03
04
05
3 测试位置(监测点)
3.3 振动测试方案
3.3振动测试方案
测试位置(监测点) 电涡流位移传感器测量轴振动的示意图
3.3 振动测试方案
测试位置(监测点)
3.3 振动测试方案
测试位置(监测点)
3.3 振动测试方案
测试位置(监测点)
3.3振动测试方案
0.28 0.45 0.71 1.12 1.8 2.8 4.5 7.1 11.2 18 28 45
5 振动评定标准:
3.2 振动测试方案
绝对法 以轴承振动烈度(均方根值)作评定标准:
3.2 振动测试方案
绝对法
(2)以轴承振动烈度(均方根值)作评定标准:
5 振动评定标准:
01
绝对法
02
以轴承振动烈度(均方根值)作评定标准:
03
国际标准化组织ISO-3945标准中规定了以振动烈度(即振动速度的均方根值或有效值)来评定轴承振动。
04
振动烈度(振动速度的有效值)与振动位移的关系
05
振动烈度
06
振动评定标准:
3.2 振动测试方案
§ 3.2 振动测试方案
7.激振设备

振动测试技术学习资料

振动测试技术学习资料

一、简谐振动有时域测试参数简谐振动中常用的参数为位移、速度、加速度、激振力、振幅和振动频率,其中前五个参数属于时域测试参数。

二、振动测试及信号分析的任务振动测试及信号分析主要有以下五个方面的任务:(1)验证振动理论和计算结果的准确性,也被称为实验验证或工程振动测试中的正问题。

(2)为改进结构优化设计提供充分的实验依据。

(3)查清外界干扰力的激振水平和规律,以便采取措施来减少或控制振动。

(4)检测诊断设备故障。

(5)振动控制。

三、压电式、涡流式及磁电式传感器的机电变化原理。

1、压电式传感器的机电变换原理某些晶体(如人工极化陶瓷、压电石英晶体等)在一定的方向的外力作用下或承受变形时,它的晶体面或极化面上将有电荷产生。

这种从机械能(力或变形)到电能(电荷或电场)的变换称为正压电效应。

而从电能(电场或电压)到机械能(变形或力)的变换称为逆压电效应。

因此利用晶体的压电效应,可以制成测力传感器。

在振动测量中,由于F=ma,所以压电式传感器是加速度传感器。

2、电涡流传感器的机电变换原理电涡流传感器是一种相对式的非接触传感器,它是通过传感器端部与被测物体之间的距离变化来测量物体的振动位移或幅值的,主要应用于静位移的测量、振动位移的测量、旋转机械中检测转轴的振动测量。

3、电动式(磁电式)传感器的机电变换原理电动式传感器基于电磁感应原理,即当运动的导体在固定的磁场里切割磁力线时,导体两端就感应出电动势,因此利用这一原理而产生的传感器称之为电动式(磁电式)传感器。

它实际上是速度传感器。

四、选择振动传感器的原则选择拾振器类型时,要根据测试的要求(如要求测位移、或测速度、加速度、力等)及被测物体的振动特性(如待测的频率范围,估计的振幅范围等),应用环境情况(如环境温度、湿度、电磁场干扰情况等)结合各类拾振器本身的各项特性指标来考虑。

下列情况可用位移拾振器:(1)位移幅值特别重要时(例如,不允许某振动部件在振动时碰到别的物体,即要求振幅时)。

测试技术基础第六章 振动的测试

测试技术基础第六章 振动的测试

Page: 24
振动的测试
• • • • • • • • 概述 单自由度系统的受迫振动 振动的激励 激振器 振动测量方法和常用传感器 振动的分析方法与仪器 测振装置的校准 机械系统动参数的估计
振动的激励
激振方式的分类 稳态正弦激振
稳态正弦激振是最普 遍的激振方法,主要 优点:激振功率大、 信噪比高能保证测试 的精确度; 缺点:测试周期长。
Page: 35
电动式激振器的应用
Page: 36
电动式激振器的应用
车身模态分析 多输入多输出) (多输入多输出
Page: 37
振动的测试
• • • • • • • • 概述 单自由度系统的受迫振动 振动的激励 激振器 振动测量方法和常用传感器 振动的分析方法与仪器 测振装置的校准 机械系统动参数的估计
利用光杠杆原理、 利用光杠杆原理 、 读数显微 光波干涉原理、 镜 、 光波干涉原理 、 激光多 普勒效应和光纤等进行测量
不受电磁干扰,测量精度高, 不受电磁干扰,测量精度高,适用于对质 量和体积小、 量和体积小、不易安装传感器的试件作非 接触测量。在精密测量和传感器、 接触测量。在精密测量和传感器、测振仪 的校准、定度中用的较多。 的校准、定度中用的较多。
电容传感器
非接触式电容传感器常用于位移测量中。 非接触式电容传感器常用于位移测量中。 接触式的电容传感器常用于振动测量。 接触式的电容传感器常用于振动测量。该类 型信号的信号转换放大电路主要采用频率调制 增大电路的灵敏度和可靠性)。 型(增大电路的灵敏度和可靠性)。 0Hz—300Hz,实现超低频测量; 300Hz,实现超低频测量 工作频率范围 0Hz 300Hz,实现超低频测量; 连接方式为螺栓或粘接;其性能为低噪声, 连接方式为螺栓或粘接;其性能为低噪声,分 辨率达0.1mg 0.1mg。 辨率达0.1mg。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

一、简谐振动有时域测试参数简谐振动中常用的参数为位移、速度、加速度、激振力、振幅和振动频率,其中前五个参数属于时域测试参数。

二、振动测试及信号分析的任务振动测试及信号分析主要有以下五个方面的任务:(1)验证振动理论和计算结果的准确性,也被称为实验验证或工程振动测试中的正问题。

(2)为改进结构优化设计提供充分的实验依据。

(3)查清外界干扰力的激振水平和规律,以便采取措施来减少或控制振动。

(4)检测诊断设备故障。

(5)振动控制。

三、压电式、涡流式及磁电式传感器的机电变化原理。

1、压电式传感器的机电变换原理某些晶体(如人工极化陶瓷、压电石英晶体等)在一定的方向的外力作用下或承受变形时,它的晶体面或极化面上将有电荷产生。

这种从机械能(力或变形)到电能(电荷或电场)的变换称为正压电效应。

而从电能(电场或电压)到机械能(变形或力)的变换称为逆压电效应。

因此利用晶体的压电效应,可以制成测力传感器。

在振动测量中,由于F=ma,所以压电式传感器是加速度传感器。

2、电涡流传感器的机电变换原理电涡流传感器是一种相对式的非接触传感器,它是通过传感器端部与被测物体之间的距离变化来测量物体的振动位移或幅值的,主要应用于静位移的测量、振动位移的测量、旋转机械中检测转轴的振动测量。

3、电动式(磁电式)传感器的机电变换原理电动式传感器基于电磁感应原理,即当运动的导体在固定的磁场里切割磁力线时,导体两端就感应出电动势,因此利用这一原理而产生的传感器称之为电动式(磁电式)传感器。

它实际上是速度传感器。

四、选择振动传感器的原则选择拾振器类型时,要根据测试的要求(如要求测位移、或测速度、加速度、力等)及被测物体的振动特性(如待测的频率范围,估计的振幅范围等),应用环境情况(如环境温度、湿度、电磁场干扰情况等)结合各类拾振器本身的各项特性指标来考虑。

下列情况可用位移拾振器:(1)位移幅值特别重要时(例如,不允许某振动部件在振动时碰到别的物体,即要求振幅时)。

(2)测量位移幅值的场合,正好就是要分析应力的场合。

(3)低频振动。

此时速度、加速度数值太小不便于采用速度或加速度计测量。

下列情况下,可采用速度型拾振器:(1)位移的幅度太小,不便于测量中频段。

(2)在与声音有关的振动测量中应用,因为振动部件在空气中产生的声压正比于振动的速度。

下列情况下,可采用加速度型拾振器:(1)高频振动。

(2)量测那种对力、载荷或应力要做分析的部位时,因为力正比于加速度。

(3)量测空间受限制,不允许传感器体积大,重要大的场合,采用压电加速度为佳。

五、测振放大器选择及使用条件1、当选用压电加速度计做为拾振器时,它要求二次仪表的输入阻抗必须是高阻抗,才能把压电加速度计由于振动而产生的电荷量测量出来,否则此电荷将通过测量电路的低输入电阻释放掉,以至无法测量,而一般的指示,记录设备的输入阻抗较低,为此,必须在压电加速计与记录器之间,加入一前置放大器,它的作用是把加速度计的高输出阻抗,转换成低输出阻抗,以便与一般的测量仪器的低输入阻抗向匹配,同时也把加速度计输出信号加以放大。

电荷放大器以及前置电压放大器(又称阻抗变换器)就是为压电加速度计所配用的前置放大器,这两者的主要差别在与使用前置电压放大器时,整个系统对加速度计和前置放大器的导线电容的变化非常灵敏,因此,实际测量中,导线不能更换,一般其长度不超过2米,所以前置电压放大器必须在拾振器附近;而配用电荷放大器时,导线的影响可以忽略不计算,使用导线的长度甚至可以达到上千米。

当被测结构附近不允许放置仪器时,最好选用电荷放大器,前置电压放大器(阻抗变换器)一般的结构简单,只是起阻抗变换作用,对讯号无放大作用,所以在前置放大器后,应在配接一般的测量放大器,如微积分放大器等。

2、采用磁电式速度传感器做拾振时,其输出电压与被测振动速度成正比,经积分可得到被测振动体的位移,经过积分就可以得到加速度。

因此,速度型拾振器需配积分放大器,从而可以测量振动物体的位移,速度和加速度。

由于磁电式速度拾振器因为输入的信号大,输出的阻抗低,所以不需要做阻抗变换就可以通过放大器指示仪来读数如CD 1型的速度传感器,可以通过GZI或GZ2型测振仪(微积分放大器)由表头指示出振动物体的位移、速度及加速度。

被测的频率越高,积分的效果越好;被测得频率越低,其微分的效果越好、但积分和微分的效果越好,则其输出的信号也越小,因此,在高频小幅度测量时,为了保证振动小幅值测量的精度,有时将速度型拾振器的输出不经过微积分网络而直接的线性放大,这样先测出振动速度后,在利用速度和位移及加速度的关系来求出振动的位移和加速度来,这样可以提高测量的精度。

3、对于电阻式(应变式)、电感式和电容式拾振器配用的放大器,多数采用载波放大的形式。

振动测量常采用的载波放大器有电阻应变仪、差动变压放大器签频放大器等类型。

常见的电阻应变仪和差动变压放大器属于调幅式、签频放大器属于调频式,调相式则较少采用。

六、动态电阻应变仪的工作原理。

动态电阻应变仪的原理如图1所示。

图1 动态电阻应变仪的原理方框图由应变片组成测量电桥,其载波电压u1由振荡器供给。

在应变片感受应变信号后,测量电桥输出一个调幅交流电压u,经过交流放大器放大后的电压为us,由相敏检波器检波后的电压信号为u',在经过低通滤波器滤去高次谐波,得到与原应变信号相似的电压u或是电流波形i,再由记录器记录下来。

直流稳压电源供给放大器和振荡器直流工作电压。

七、电动力式激振器的工作原理及主要性能特点。

电磁式激振器是电能转换成机械能,并将其传递给实验结果的一种仪器。

其结构原理示意图如图2示。

图2 电磁式激振器原理电磁式激振器由磁电路系统(包括励磁线圈、中心磁极、磁极板)与动圈、弹簧、顶杆、外壳等组成。

电磁式激振器工作原理如下。

在励磁线圈中输入直流电流,使中心磁极在磁极板的空气气隙中形成一个强大的磁场;同时再给动圈输入一个交变电流I e,电流在磁场的作用下产生电磁感应力F。

力F使顶杆做上下运动,由顶杆传给试件的激振力是电磁感应力F和可动部分的惯性力、弹性力、阻尼力等的合力。

但由于激振器的可动部分质量很小,弹簧较软,所以在一般情况下,其惯性力、弹性力和阻尼力可以忽略。

当输入动圈内的电流I e以简谐规律变化时,则通过顶杆作用在物体上的激振力也以简谐规律变化。

与电磁式激振器配套使用的仪器还有信号放大器、功率放大器和直流稳压电源。

电磁式激振器的优点是能获得较宽频带(从零赫兹到一万赫兹)的激振力,即产生激振力的频率范围较宽。

而可动部分质量较小,从而对被测量物体的附加质量和附加刚度较小,使用也很方便。

因此,应用比较广泛,但这种激振器的缺点是不能产生太大的激振力。

电磁式激振器主要有三种安装的方式:(1)激振器固定安装式(2)弹簧悬挂安装方式(3)弹性安装方式八、简谐振动基本参数(频率、固有频率、振幅、相位、阻尼)的几种测量方法及原理。

1、简谐振动频率的测量(1)李萨如图形比较法。

利用示波器、信号发生器以及常用的振动信号测试设备所组成的测试系统,来测量简谐振动的振动频率,称之为李萨如图形比较法。

运动方向相互垂直的两个简谐振动的合成运动轨迹,称之为李萨如(Lissajous)图形。

使用李萨如图形法测量振动频率的测量系统如图3所示,它是把被测信号送入阴极射线示波器的垂直偏转轴Y,而把已知频率的比较电压信号(由信号发生器提供)送入水平偏转轴X,这时在电子示波器的显示屏上将形成李萨如图形。

图3 李萨如图形测频的实验框图(2)录波比较法。

这种方法是将被测振动信号的时标信号(一般为等间距的时间脉冲信号)一起送入光线示波器中,然后根据记录纸上的振动波形和时标信号两者之间的周期比测定被测振动波形的频率。

如图4所示为这种记录图像,若测出被测信号在周期T长度中的时标脉动数n,则被测信号频率fT nnTf111===式中,Tf1=为时标信号的频率,一般选取n=5~10,便可得到较准确的结果。

此法顺便还可以利用振动信号的波形,直接读出振动的振幅值A。

图4 录波比较测频方法(3)直接测量法。

它是使用频率计数器直接测定简谐波形电压信号的频率或周期的一种方法。

频率计数器有指针式和数字式两种,其中数字式频率计数器的测量精度较高,它是目前普遍采用的测频仪器。

一般来说,此类仪器由三部分组成:计数部分、时基信号发生器和显示部分。

其测频原理如图5所示。

图5数字式计数器的测频原理方框图2、简谐振动固有频率频率的测量(1)自由振动法。

用自由振动法测量机械系统的固有频率,一般都是测量此系统的最低阶固有频率,因为较高阶自由振动衰减较快,几乎在振动波形图中无法看到。

通常为了让机械系统产生自由振动,一般采取两个途径:初位移法(如图6)和敲击法(如图7示)。

图6 初位移法示意图图7 敲击法示意图(2)强迫振动法。

它实质上就是利用共振的特点(共振时振幅最大)来测量机械系统的固有频率,因此这种方法也叫共振法。

在振动测量中,产生强迫振动的方法很多,主要有以下几种:①调节转速的方法(如图8示)。

②调节干扰频率的方法。

包括用电磁激振器激振和将整个机械系统(实物或模型)安装在在振动台台面上(如图9示)。

图8 调节转速法示意图 图9 调节干扰力频率法示意图3、简谐振动幅值的测量对简谐振动来说,只要能够测出位移、速度和加速度的幅值中的任何一个,就能够很容易的计算出其他两个。

因此,可以分别用压电加速度传感器、磁电式传感器等测量系统测量,只要选择适当的量程,从电压表或在示波器中就可以读出其振动的幅值。

下面是几种常用的方法:(1) 指针式电压表直读法。

(2) 数字式电压表直读法。

(3) 光学法。

包括用读数显微镜观察法(如图10示)和楔形观察法(如图11示)。

图10 读数显微镜观察法 图11 楔形观察法4、同频率简谐振动相位差的测量(1)示波器测量法。

用电子示波器测量相位差,常用的是线性扫描法和椭圆法。

(2)相位直接测量法。

相位计的基本原理与双线示波器直接比较法是相同的,他根据通道A 的信号正向过零时与通道B 的信号正向过零时的时间差及信号周期来计算相位差。

5、简谐振动阻尼的测量由简谐振动系数的阻尼系数或阻尼比可以导出衰减系数,因此,可根据衰减系数求得系统阻尼。

根据衰减系数和机械振动基本参量的不同关系,大致可分为三种测量方法:(1) 用振动波形图测定机械系数的衰减系数。

振动波形如图12所示。

由x x f i d i n 11ln +=,测量衰减系数n 的问题可以转化为测量振动频率f d 和振幅x 1、x i 1+的问题。

(2) 用共振频率测定机械系数的衰减系数。

其基本公式是)(222ffxvn-=π和)(222ffffvaavn-=π(3)用共振曲线测定机械系统得衰减系数(如图13所示)。

相关文档
最新文档