测试技术 振动测试ppt课件.ppt

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1、第八章振动测试8.1测振传感器8.2典型测振传感器8.3振动测量与试验8.4振动试验装置简介机械振动测试方法：机械方法:振动频率低、振幅大、精度不高。光学方法:精密测量和振动传感器的标定电测方法:应用范围最广按测振参数分：位移、速度、加速度传感器；按参考坐标分：相对式、绝对式(惯性式）传感器；按变换原理分：磁电式、压电式、电阻应变式、电感式、电容式、光学式；按传感器与被测物关系分：接触式、非接触式传感器拾取振动信息的装置通常称拾振器，传感器是其核心组成部分。机械振动测试方法：8.1测振传感器相对式、绝对式传感器相对式传感器是以空间某一固定点作为参考点，测量物体上的

2、某点对参考点的相对位移或速度。绝对式传感器是以大地为参考基准，即以惯性空间为基准测量振动物体相对于大地的绝对振动，又称惯性式传感器。测杆跟随条件：弹簧恢复力所产生的加速度大于被测振动件的加速度如果在使用中弹簧的压缩量不够大，或者被测物体的振动频率过高．不能满足上述跟随条件，顶杆与敲测物体就会发生撞击。因此相对式传感器只能在一定的频率和振幅范围内工作。相对式传感器绝对式(惯性式)测振传感器Z01(y)H(w)Z1(x)幅频曲线惯性式测振传感器原理惯性传感器是二阶测试系统。其频率响应函数为：幅频特性(即为输出信号与输入信号的幅值比)为：相频特性表达式为惯性位移传感器的

3、正确响应条件：当测试系统输入为,其响应的稳态输出可写为：可见正确响应条件：理论上上限频率无限惯性式速度传感器的正确响应条件当惯性传感器的输入为,输出为时,称为速度传感器。对于速度传感器,可将式(A)的分子和分母同乘被测振动频率,得惯性速度传感器与惯性位移传感器有着相同的幅频特性和相频特性。正确响应条件：理论上上限频率无限惯性加速度传感器的正确响应条件加速度传感器的输入是,输出是。由式(A)得：若为一常数,则传感器质量元件相对壳体的位移与被测振动加速度成正比。为便于分析幅频特性,将式改写：正确响应条件理论上下限频率为零测振时拾振器将固定在被测物上，其质量将成为被测振

4、动系统的附加质量。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：只有当mt<>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

5、位移、相对速度就分别近似其绝对位移和绝对速度。惯性式速度传感器工作原理磁电式相对速度传感器用来测量振动系统中两部件之间的相对振动速度，壳体固定于一部件上，而顶杆与另一部件相连接，使传感器内部线圈与磁钢产生相对运动，发出相应的电动势来。8.2.2压电式加速度传感器（1）压电式加速度计的结构压电式加速度传感器又称压电加速度计。属于惯性式传感器。它是利用某些物质如石英晶体的压电效应，在加速度计受振时，质量块加在压电元件上的力也随之变化。当被测振动频率远低于加速度计的固有频率时，则力的变化与被测加速度成正比。由于压电式传感器的输出电信号是微弱的电荷，而且传感器本身有很大内

6、阻，故输出能量甚微，这给后接电路带来一定困难。通常把传感器信号先输到高输入阻抗的前置放大器。经过阻抗变换以后，可用于一般的放大、检测电路将信号输给指示仪表或记录器。目前，制造厂家已有把压电式加速度传感器与前置放大器集成在一起，方便了使用，降低了成本。a)中央安装压缩型b)环形剪切型c)三角剪切形压电式加速度计的结构加速度计的使用上限频率取决于共振频率。加速度计不同固定方法，其共振频率不同。钢螺栓固定法31kHz，云母垫片28kHz，涂簿蜡层29kHz，手持法2kHz，永久磁铁固定法7kHz。压电式加速度计的固定方法压电式加速度计的灵敏度压电加速度计属发电型传感器，

7、可把它看成电压源或电荷源，故灵敏度有电压灵敏度和电荷灵敏度两种表示方法。前者是加速度计输出电荷与所承受加速度之比；后者是加速度计输出电压（mV）与所承受加速度之比。式中：q加速度计产生的电荷(-微微库仑);a加速度计所受加速度;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。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。横向灵敏度:压电晶体加速度计的横向灵敏度表示它对横向（垂直于加速度

8、计轴线）振