机械工程测试课程实验指导书.doc

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1、机械工程测试课程实验指导书目录§2－1　锯齿波、方波波形的分解与合成………………………………………………………1§2－2　单自由度系统的受迫振动的测试………………………………………………………3§2－3信号相关分析及应用…………………………………………………………………7§2－4零部件的X射线无损检测………………………………………………………………7§2－1　锯齿波、方波波形的分解与合成一、实验学时2二、实验类别验证型，必做三、实验目的1、掌握利用傅立叶级数谐波分析的方法；2、了解锯齿波、方波谐波分量的构成，比较两者的区别；3、理解波形的合成原理，比较两者谐波分量及

2、频谱的差异；4、理解相位和幅值在波形失真中的重要作用。四、实验过程1、接通XPF-4型谐波分析实验仪交流220V电源，拨动“电源”开关，指示灯亮。2、用示波器观察锯齿波波形和方波波形，并读出信号频率。注意：输入方波时，应先调整其对称性。3、用插针把锯齿波、方波信号送入各滤波器输入端。4、用插针把经过傅立叶展开后的各信号分量引入示波器，观察七个滤波器输出端的波形，逐个测量，并记录各次谐波成分、输出幅值及频率，并进行比较。注意引线的接地。5、用插针把经过相位调节后的各信号分量引入示波器，逐个调整相位，观察七个输出端的波形。6、用插针把经过正反相选择和幅值调节环节后的各信

3、号分量引入示波器，逐个调整幅值和正反相选择，观察七个输出端的波形。7、将相位调节旋钮均逆时针调至0°（即各谐波输入端与输出端同相）。可用双踪示波器观察。8、把正反相选择开关K1……K7全部置于“正相”位置，然后将开关闭合，其余开关均置于“地”的位置。调整A1电位器，使输出电压（基波成分）为0.5V；将置于“地”的位置，闭合，调整A2电位器，使端的电压为基波电压的二分之一；以此类推用同样的方法调整A3……A7电位器，使端的电压分别为基波电压的三分之一……七分之一。注意观察当输入信号为锯齿波时，偶次倍的基频成分输出无信号。9、用示波器观察并记录加法器输出端基波与各次谐波

4、频率的叠加波形。10、把基波分别与三、五、七次谐波进行叠加，在输出端观察记录叠加结果。11、把把基波分别与三、五、七次谐波进行叠加，在输出端观察记录叠加结果。12、将开关均闭合（当输入信号为锯齿波时，偶次基频的开关置地），所有频率分量同时叠加，在输出端观察记录叠加结果。13、爱护仪器设备。实验完毕后，应将仪器和插针整理就绪，经指导教师验收后方可离开。五、实验设备、工具及材料XPF-4型谐波分析实验仪、双踪示波器、信号发生器、数字万用表六、实验报告1、绘出各频率分量的波形；2、绘出信号合成后的波形。3、分析相位、幅值对波形失真的影响。§2－2　机械振动测试系统的构建一

5、、实验学时2二、实验类别综合型，必做三、实验目的1、学会压电式力传感器和压电式加速度传感器的使用，掌握电荷放大器和内装电路压电传感器的使用；2、利用压电加速度传感器测量加速度；3、学习微机数据采集系统的使用，掌握微机数据采集系统记录和采集振动加速度信号的方法。四、实验过程1、将压电式加速度传感器安装在振动体上，用屏蔽同轴电缆将压电式加速度传感器的输出端与电荷放大器的输入端连接，将电荷放大器的输出端与微机数据采集系统的1通道连接。如下图所示。2、设置电荷放大器测量参数，将电荷放大器上方“传感器灵敏度”输入旋钮设置为510Pc/Unit，中间的输出旋钮设置为30mv/u

6、nit，则加速度传感器：3、将电荷放大器通电，并将电荷放大器输出端的芯线连接到数据采集盒的1通道。4、将数据采集盒的输出端连接到微机的USB接口。5、按实验框图接线后，请指导老师检查接线是否正确。经指导老师检查正确后，方可开机进行实验。6、打开微机，双击电脑桌面“uTek2004”图标，即进入数据采集系统界面，如下图所示。7、点击上图中“数据采集处理与分析”子菜单，进入数据采集界面。如下图所示。8、点击“工程”→“新建工程”进入数据采集界面，如下图所示。9、点击采集界面的右上侧的“采集通道数”中的“一通道”。出现界面如下图所示。10、进入“采集参数”→“数据块数”设

7、置，设为1024，其它采用系统默认设置的参数。点击“示波”菜单，观察无信号输入时的波形，注意此为干扰波。11、用木锤轻轻敲击振动体，观察是否有波形变化。信号大小是否合适，如果不合适，适当调整测量参数或电荷放大器的测量参数。退出“示波”。12、点击“采集”菜单，开始测量。用木锤敲击振动体，完成信号采集。13、进入“文件”→“工程另存为”，保存测量数据，以便分析。14、爱护仪器设备。实验完毕后，应将仪器擦试干净，整理就绪。五、实验设备、工具及材料内装电路压电加速度传感器、电荷放大器、交流电源、微机数据采集系统六、实验报告1、简要说明实验的目的、要求和使用的主要仪器设