振动测试系统ppt课件.ppt

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1、第五章、振动测试系统5.1振动的基础知识5.2测振传感器5.3振动测试系统5.1振动的基础知识振动类型稳态振动随机振动机械振动是指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其均值或相对基准随时间不断变化的过程。机械振动具有双面性，有益也有害。振动的基本参数振动三要素（信号三要素）：幅值、频率、相位幅值振动强度大小的标志。表示方法：单峰值、有效值、平均值等。频率周期的倒数。通过频谱分析可以确定主要频率成分及其幅值大小，从而可以寻找振源，采取措施。相位振动信号的相位信息十分重要。获得被测对象的振动力学参量或动态性能，如固有频率、阻尼、响应和模态等。振动测试包

2、括：测量工作机械或结构在工作状态下存在的振动，如振动的位移、速度、加速度、频率和相位等。了解被测对象的振动状态评定等级寻找根源进行监测、分析、诊断和预测对机械设备或结构上加某种激励，测量其受迫振动。5.2测振传感器机械振动测试方法一般有机械法、光学法和电测法，目前最为广泛应用的是电测法，即将被测对象的振动量转换成电量，然后用电测量仪器进行测量。测振传感器也称为拾振器，它是感受物体振动并将其转换成电信号的一种传感器。测振传感器测振参数分类：位移、速度、加速度传感器参考坐标系分类变换原理分类：磁电式、压电式、电阻应变式、电感式、电容式、光学式传感器与被测物关系分类：接触式、

3、非接触式相对式传感器：只有活动件与被测对象接触，其余固定在基础上绝对式传感器：完全置于被测对象上，利用弹簧支撑一个惯性体来感受振动，故又为惯性式测振传感器在振动测试中，最常用的是压电式加速度传感器和磁电式绝对速度传感器，都属于惯性式测振传感器。5.1.1惯性式传感器力学原理——单自由度的受迫振动1、惯性式传感器的力学模型传感器输入：被测振动件的振动位移为x1传感器输出：质量块相对于壳体的相对位移为x01质量块的力学表达式为:惯性式位移传感器的幅频特性和相频特性具有高通特性2、惯性式位移传感器的正确响应条件，一般取，即传感器惯性系统的固有频率远低于被测振动下限频率，此时，

4、接近于一条水平直线，不产生振幅畸变。当阻尼时，水平直线宽度最宽，即扩大了下限频率。位移传感器测量上限理论上是无限的，但实际的工作频率范围是有限的。3、惯性式加速度传感器的正确响应条件惯性式加速度传感器质量块的相对位移与被测振动的加速度成正比，因而可用质量块的位移量来反映被测振动加速度的大小。加速度传感器幅频特性为：具有低通特性。惯性式加速度传感器的正确响应条件:，一般取，即，此时，接近于一条水平直线。当阻尼时，水平直线宽度最宽，即扩大了上限频率。惯性式加速度传感器的最大优点是它具有零频特性，即理论上它的可测下限频率为零，实际上是可测频率极低。惯性式加速度传感器使用广泛4

5、、惯性式速度传感器的正确响应条件惯性式速度传感器质量块的相对位移与被测振动的速度成正比，因而可用质量块的位移量来反映被测振动速度的大小。速度传感器幅频特性为：要使惯性式速度传感器的输出量能正确地反映被测振动的速度，则必须满足如下条件：由于惯性式速度传感器的有用频率范围十分小，因此，在工程实践中很少使用。此时压电式加速度传感器压电式加速度传感器属于惯性式（绝对式）传感器。工作原理：压电效应结构：质量大的压电加速度传感器可测上限频率低，灵敏度高；质量小的压电加速度传感器可测上限频率高，灵敏度低。5.1.2相对式传感器壳体2固定在相对静止的物体上，作为参考点。活动的顶杆3用弹

6、簧以一定的初压力压紧在振动物体上，在被测物体振动力和弹簧恢复力的作用下，顶杆跟随被测振动件一起运动，因而和测杆相连的变换器l将此振动量变为电信号。测杆的跟随条件相对式测振传感器测量要准确，必须满足测杆的跟随条件，即：如果在使用中弹簧的压缩量△x不够大，或者被测物体的振动频率f过高，不能满足上述跟随条件，顶杆与被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。磁电式相对速度传感器工作原理电磁感应原理磁电式相对速度传感器结构优点：不需要外加电源，输出信号可以不经放大即可远距离传送缺点：频率范围有限，寿命不长例题：1、惯性式位移传感器具有1HZ的固有频率

7、，认为是无阻尼的振动系统，当它受到频率为2HZ的振动时，仪表指示振幅为1.25mm，求该振动系统的真实振幅是多少？解：已知：因为　　　　，所以所以振动系统的真实振幅为：2、图是用压电式加速度传感器与电荷放大器测量某机器的振动。已知，传感器的灵敏度为100（pC/g），电荷放大器的反馈电容C=0.01(F)，测得输出电压的峰值Uom=0.4(V)，振动频率为100(HZ)。求：(1)    求机器振动加速度的最大值A(m/s2);(2)    假定振动为正弦波，求振动速度v(t);(3)    求振动幅度的最大值X.解：（2）、已知5.3