振动测试技术学习资料.doc

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1、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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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CD1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

7、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