《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)》配套PPT課件

《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)》配套PPT課件,機(jī)械工程測(cè)試技術(shù),機(jī)械工程,測(cè)試,技術(shù),配套,PPT,課件 東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院（東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院（2012）Page 2學(xué)習(xí)導(dǎo)航學(xué)習(xí)導(dǎo)航10.1 概述（概述（Summary）10.2 測(cè)振傳感器（測(cè)振傳感器（Vibration Pick-up）10.3 常用的測(cè)振放大器（常用的測(cè)振放大器（Frequently-used Vibration Ampfilier ）10.4 振動(dòng)的激勵(lì)與激振器（振動(dòng)的激勵(lì)與激振器（Excitation of Vibration and Vibration Generators）10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例（振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例（Detective Methods and examples of Vibration）Page 310.110.1概述概述各種機(jī)械的運(yùn)動(dòng)過(guò)程總是伴隨著各式各樣的振動(dòng)。機(jī)械各種機(jī)械的運(yùn)動(dòng)過(guò)程總是伴隨著各式各樣的振動(dòng)。機(jī)械連同它的基礎(chǔ)和建筑結(jié)構(gòu)都處于不同程度的振動(dòng)之中。例如連同它的基礎(chǔ)和建筑結(jié)構(gòu)都處于不同程度的振動(dòng)之中。例如礦井提升機(jī)的振動(dòng)，礦井提升機(jī)的振動(dòng)，冶金生產(chǎn)用的高爐、轉(zhuǎn)爐及軋鋼機(jī)的振冶金生產(chǎn)用的高爐、轉(zhuǎn)爐及軋鋼機(jī)的振動(dòng)，各行各業(yè)使用的風(fēng)機(jī)在工作時(shí)的振動(dòng)及管路中由流體而動(dòng)，各行各業(yè)使用的風(fēng)機(jī)在工作時(shí)的振動(dòng)及管路中由流體而引起的振動(dòng)等。引起的振動(dòng)等。Page 4 機(jī)械振動(dòng)是一種特殊的運(yùn)動(dòng)形式，它是指機(jī)械的零部機(jī)械振動(dòng)是一種特殊的運(yùn)動(dòng)形式，它是指機(jī)械的零部件、整個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)在其件、整個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)在其平衡位置附近平衡位置附近所作的所作的往復(fù)運(yùn)動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。一方面，在大多數(shù)情況下機(jī)械振動(dòng)是一方面，在大多數(shù)情況下機(jī)械振動(dòng)是有害的有害的，影響機(jī)，影響機(jī)械的工作性能及其壽命，造成零、部件的過(guò)早失效破壞，械的工作性能及其壽命，造成零、部件的過(guò)早失效破壞，甚至造成機(jī)毀人亡的災(zāi)難性事故甚至造成機(jī)毀人亡的災(zāi)難性事故 。因此，必須予以控制或。因此，必須予以控制或消除。消除。另一方面，則是利用機(jī)械振動(dòng)的特點(diǎn)來(lái)完成各項(xiàng)另一方面，則是利用機(jī)械振動(dòng)的特點(diǎn)來(lái)完成各項(xiàng)有益有益的工作的工作，例如振動(dòng)篩、振動(dòng)攪拌器、振動(dòng)輸送機(jī)，振動(dòng)夯例如振動(dòng)篩、振動(dòng)攪拌器、振動(dòng)輸送機(jī)，振動(dòng)夯實(shí)機(jī)等，實(shí)機(jī)等，這時(shí)必須正確選擇振動(dòng)參數(shù)，充分發(fā)揮機(jī)械的振這時(shí)必須正確選擇振動(dòng)參數(shù)，充分發(fā)揮機(jī)械的振動(dòng)性能。動(dòng)性能。10.1概述概述Page 510.1.1振動(dòng)測(cè)試的內(nèi)容與目的振動(dòng)測(cè)試的內(nèi)容與目的 (1)內(nèi)容內(nèi)容測(cè)量機(jī)械設(shè)備或結(jié)構(gòu)在工作狀態(tài)時(shí)的振動(dòng)，如振動(dòng)的測(cè)量機(jī)械設(shè)備或結(jié)構(gòu)在工作狀態(tài)時(shí)的振動(dòng)，如振動(dòng)的位移位移、速度速度、加速度加速度、頻率和相位頻率和相位等，了解被測(cè)對(duì)象的振動(dòng)狀態(tài)、評(píng)等，了解被測(cè)對(duì)象的振動(dòng)狀態(tài)、評(píng)定等級(jí)和尋找振源，以及進(jìn)行監(jiān)測(cè)、分析、診斷和預(yù)測(cè)；定等級(jí)和尋找振源，以及進(jìn)行監(jiān)測(cè)、分析、診斷和預(yù)測(cè)；對(duì)機(jī)械設(shè)備或結(jié)構(gòu)施加某種激勵(lì)，測(cè)量其受迫振動(dòng)，以便對(duì)機(jī)械設(shè)備或結(jié)構(gòu)施加某種激勵(lì)，測(cè)量其受迫振動(dòng)，以便求得被測(cè)對(duì)象的振動(dòng)力學(xué)參量或動(dòng)態(tài)性能，如求得被測(cè)對(duì)象的振動(dòng)力學(xué)參量或動(dòng)態(tài)性能，如固有頻率、阻尼固有頻率、阻尼比、剛度、振型比、剛度、振型等模態(tài)參數(shù)等模態(tài)參數(shù)。10.1概述概述Page 6 (2)(2)目的目的分析、判斷振源；分析、判斷振源；按國(guó)家規(guī)范和評(píng)定等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量；按國(guó)家規(guī)范和評(píng)定等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量；分析振動(dòng)的形態(tài)（振型等振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性）；分析振動(dòng)的形態(tài)（振型等振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性）；通過(guò)測(cè)量，以便研究減振、隔振和抗沖擊的理論及材料；通過(guò)測(cè)量，以便研究減振、隔振和抗沖擊的理論及材料；確定作用在機(jī)械或結(jié)構(gòu)上的動(dòng)載荷；確定作用在機(jī)械或結(jié)構(gòu)上的動(dòng)載荷；檢查其在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)特性，檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量，為設(shè)計(jì)零部檢查其在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)特性，檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量，為設(shè)計(jì)零部件提供依據(jù)；件提供依據(jù)；校驗(yàn)動(dòng)力學(xué)的理論計(jì)算方法（如有限元法）；校驗(yàn)動(dòng)力學(xué)的理論計(jì)算方法（如有限元法）；對(duì)運(yùn)行中的機(jī)械或結(jié)構(gòu)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，故障診斷及趨勢(shì)預(yù)對(duì)運(yùn)行中的機(jī)械或結(jié)構(gòu)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，故障診斷及趨勢(shì)預(yù)報(bào)，以避免重大事故的發(fā)生。報(bào)，以避免重大事故的發(fā)生。10.1概述概述Page 710.1.2振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的基本組成和各部分功能振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的基本組成和各部分功能激振激振設(shè)備設(shè)備被測(cè)被測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)分析分析設(shè)備設(shè)備記錄記錄顯示顯示儀器儀器測(cè)振測(cè)振傳感傳感器器測(cè)振測(cè)振放大放大器器振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的基本組成振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的基本組成 10.1概述概述Page 8 各部分功能：各部分功能：（1 1）激振設(shè)備）激振設(shè)備 對(duì)被測(cè)系統(tǒng)的局部或整體施加某種形式的可調(diào)的激勵(lì)力，對(duì)被測(cè)系統(tǒng)的局部或整體施加某種形式的可調(diào)的激勵(lì)力，使之產(chǎn)生預(yù)期的振動(dòng)。使用的激振設(shè)備通常有激振器（振動(dòng)臺(tái)）使之產(chǎn)生預(yù)期的振動(dòng)。使用的激振設(shè)備通常有激振器（振動(dòng)臺(tái)）和激振錘兩類。和激振錘兩類。（2 2）測(cè)振傳感器）測(cè)振傳感器 在電測(cè)法中，它將被測(cè)系統(tǒng)的振動(dòng)參量（如位移、速度、在電測(cè)法中，它將被測(cè)系統(tǒng)的振動(dòng)參量（如位移、速度、加速度等）轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。常用的測(cè)振傳感器有：磁電式傳感加速度等）轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。常用的測(cè)振傳感器有：磁電式傳感器、壓電式傳感器、應(yīng)變式傳感器、電渦流傳感器等。器、壓電式傳感器、應(yīng)變式傳感器、電渦流傳感器等。10.1概述概述Page 9 （3 3）測(cè)振放大器）測(cè)振放大器 它將測(cè)振傳感器轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)加以放大它將測(cè)振傳感器轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)加以放大 ，以便分析設(shè)，以便分析設(shè)備的后續(xù)分析、處理以及記錄顯示儀器的記錄、顯示、繪圖等。備的后續(xù)分析、處理以及記錄顯示儀器的記錄、顯示、繪圖等。常用的測(cè)振放大器類型有電荷放大器、電壓放大器和調(diào)制型放常用的測(cè)振放大器類型有電荷放大器、電壓放大器和調(diào)制型放大器等。大器等。（4 4）分析設(shè)備）分析設(shè)備 主要有頻譜分析儀，可分為模擬式和數(shù)字式兩大類。主要有頻譜分析儀，可分為模擬式和數(shù)字式兩大類。（5 5）記錄顯示儀器）記錄顯示儀器 根據(jù)振動(dòng)測(cè)量的不同目的，可將振動(dòng)測(cè)量結(jié)果以數(shù)據(jù)或圖根據(jù)振動(dòng)測(cè)量的不同目的，可將振動(dòng)測(cè)量結(jié)果以數(shù)據(jù)或圖表的形式進(jìn)行記錄或顯示。常用的記錄顯示儀器有示波器、磁表的形式進(jìn)行記錄或顯示。常用的記錄顯示儀器有示波器、磁帶記錄儀、繪圖儀、打印機(jī)、計(jì)算機(jī)磁盤等。帶記錄儀、繪圖儀、打印機(jī)、計(jì)算機(jī)磁盤等。10.1概述概述Page 1010.210.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器10.2.1測(cè)振傳感器的分類及原理測(cè)振傳感器的分類及原理傳感器的分類傳感器的分類按測(cè)振參數(shù)分類：位移、速度、加速度；按測(cè)振參數(shù)分類：位移、速度、加速度；按參考坐標(biāo)分類：絕對(duì)式、相對(duì)式；按參考坐標(biāo)分類：絕對(duì)式、相對(duì)式；按變換原理分類：磁電式、壓電式、電阻式等；按變換原理分類：磁電式、壓電式、電阻式等；按傳感器與被測(cè)物關(guān)系分類：接觸與非接觸式。按傳感器與被測(cè)物關(guān)系分類：接觸與非接觸式。Page 11慣性式傳感器的力學(xué)原理慣性式傳感器的力學(xué)原理根據(jù)牛頓第二定律，有根據(jù)牛頓第二定律，有10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 12 整理后，有整理后，有 頻響函數(shù)頻響函數(shù) 幅頻特性幅頻特性式中傳感器靜態(tài)靈敏度，即式中傳感器靜態(tài)靈敏度，即10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 13相頻特性相頻特性 于是有于是有10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 14 慣性傳感器的質(zhì)量元件相對(duì)于外殼的運(yùn)動(dòng)與被測(cè)物體的運(yùn)慣性傳感器的質(zhì)量元件相對(duì)于外殼的運(yùn)動(dòng)與被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律一樣。動(dòng)規(guī)律一樣。其振幅比與相位差值由傳感器的固有頻率及阻尼比的大小其振幅比與相位差值由傳感器的固有頻率及阻尼比的大小來(lái)確定。來(lái)確定。討論：討論：位移傳感器位移傳感器，低頻只能保證幅值精度，無(wú)法保證低頻只能保證幅值精度，無(wú)法保證相位不失真。相位不失真。10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 15慣性式位移傳感器的幅頻特性慣性式位移傳感器的幅頻特性10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 16慣性式位移傳感器的相頻特性慣性式位移傳感器的相頻特性10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 17速度傳感器速度傳感器 動(dòng)態(tài)特性與位移傳感器相同動(dòng)態(tài)特性與位移傳感器相同 加速度傳感器加速度傳感器質(zhì)量元件相對(duì)殼體的位移與被測(cè)振動(dòng)加速度成正比質(zhì)量元件相對(duì)殼體的位移與被測(cè)振動(dòng)加速度成正比。10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 18工作頻段內(nèi)，幅值、相位均不失真。工作頻段內(nèi)，幅值、相位均不失真。加速度傳感器的幅頻特性加速度傳感器的幅頻特性10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 1910.2.2常用振動(dòng)傳感器常用振動(dòng)傳感器磁電式速度傳感器磁電式速度傳感器磁電式絕對(duì)速度傳感器磁電式絕對(duì)速度傳感器絕對(duì)（慣性）式速度傳感器安裝在測(cè)量對(duì)象上絕對(duì)（慣性）式速度傳感器安裝在測(cè)量對(duì)象上。線線圈圈與與磁磁鐵鐵相相對(duì)對(duì)運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，磁磁通通變變化化，感感應(yīng)應(yīng)電電動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)，電電動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)與與線線圈圈的的運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)速速度度成成正正比比。動(dòng)圈式速度傳感器動(dòng)圈式速度傳感器10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 20磁電式相對(duì)速度傳感器磁電式相對(duì)速度傳感器 磁電式相對(duì)速度傳感器磁電式相對(duì)速度傳感器頂桿接觸測(cè)量對(duì)象，輸出與固定殼體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。頂桿接觸測(cè)量對(duì)象，輸出與固定殼體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 21電渦流式位移傳感器電渦流式位移傳感器渦流式位移傳感器的主要特點(diǎn)之一是渦流式位移傳感器的主要特點(diǎn)之一是非接觸測(cè)量非接觸測(cè)量。測(cè)量裝置包括測(cè)量裝置包括探頭和適配器（前置放大器）探頭和適配器（前置放大器）。適配器一。適配器一般采用直流電源，輸出電壓與探頭前面的間隙成正比。般采用直流電源，輸出電壓與探頭前面的間隙成正比。渦流傳感器的探頭和適配器渦流傳感器的探頭和適配器10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 22 渦流位移傳感器具有渦流位移傳感器具有線性范圍大、靈敏度高、頻率范圍線性范圍大、靈敏度高、頻率范圍寬、抗干擾能力強(qiáng)、不受油污寬、抗干擾能力強(qiáng)、不受油污等介質(zhì)影響以及等介質(zhì)影響以及非接觸測(cè)量非接觸測(cè)量等特等特點(diǎn)。點(diǎn)。渦流位移傳感器屬于相對(duì)式拾振器，能夠方便地測(cè)量運(yùn)動(dòng)渦流位移傳感器屬于相對(duì)式拾振器，能夠方便地測(cè)量運(yùn)動(dòng)部件與靜止部件間的間隙變化。表面粗糙度對(duì)測(cè)量幾乎沒(méi)有影部件與靜止部件間的間隙變化。表面粗糙度對(duì)測(cè)量幾乎沒(méi)有影響，但表面的微裂縫和被測(cè)材料的電導(dǎo)率和導(dǎo)磁率對(duì)靈敏度有響，但表面的微裂縫和被測(cè)材料的電導(dǎo)率和導(dǎo)磁率對(duì)靈敏度有影響。影響。10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 23渦流位移傳感器測(cè)量軸渦流位移傳感器測(cè)量軸振動(dòng)示意圖振動(dòng)示意圖渦流位移傳感器廣泛應(yīng)用于汽輪機(jī)、壓縮機(jī)、電機(jī)等旋渦流位移傳感器廣泛應(yīng)用于汽輪機(jī)、壓縮機(jī)、電機(jī)等旋轉(zhuǎn)軸系的振動(dòng)、軸向位移及轉(zhuǎn)速等的測(cè)量。轉(zhuǎn)軸系的振動(dòng)、軸向位移及轉(zhuǎn)速等的測(cè)量。測(cè)量時(shí)，兩個(gè)渦流傳感測(cè)量時(shí)，兩個(gè)渦流傳感器互成直角，可以得出轉(zhuǎn)子器互成直角，可以得出轉(zhuǎn)子的的軸心軌跡軸心軌跡。軸心軌跡是指機(jī)器在給軸心軌跡是指機(jī)器在給定的轉(zhuǎn)速下，軸心相對(duì)于軸定的轉(zhuǎn)速下，軸心相對(duì)于軸承座在其與軸線垂直平面內(nèi)承座在其與軸線垂直平面內(nèi)的運(yùn)行軌跡。是一平面曲線。的運(yùn)行軌跡。是一平面曲線。渦流位移傳感器廣泛應(yīng)用渦流位移傳感器廣泛應(yīng)用10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 24機(jī)器運(yùn)行時(shí)若作用于轉(zhuǎn)子的各種約束力在所有徑向都相機(jī)器運(yùn)行時(shí)若作用于轉(zhuǎn)子的各種約束力在所有徑向都相等，且只有其殘余不平衡力作用于轉(zhuǎn)軸上，這時(shí)軸心軌跡將等，且只有其殘余不平衡力作用于轉(zhuǎn)軸上，這時(shí)軸心軌跡將是一個(gè)圓形。是一個(gè)圓形。若作用于轉(zhuǎn)軸上的預(yù)載荷有了變化，可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸振動(dòng)若作用于轉(zhuǎn)軸上的預(yù)載荷有了變化，可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸振動(dòng)加劇，并使軸心軌跡形狀發(fā)生改變。因此，通過(guò)觀察軸心軌加劇，并使軸心軌跡形狀發(fā)生改變。因此，通過(guò)觀察軸心軌跡形狀的變化，可以確定轉(zhuǎn)軸最大振幅值及其方向，確定轉(zhuǎn)跡形狀的變化，可以確定轉(zhuǎn)軸最大振幅值及其方向，確定轉(zhuǎn)軸渦動(dòng)及其頻率，測(cè)量軸系的振型，診斷機(jī)器不平衡、不對(duì)軸渦動(dòng)及其頻率，測(cè)量軸系的振型，診斷機(jī)器不平衡、不對(duì)中、油膜渦動(dòng)等故障。中、油膜渦動(dòng)等故障。10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 25 圖中的軸心軌跡變成長(zhǎng)橢圓形，表示該機(jī)器已出現(xiàn)不對(duì)圖中的軸心軌跡變成長(zhǎng)橢圓形，表示該機(jī)器已出現(xiàn)不對(duì)中的故障征兆，軸系不對(duì)中產(chǎn)生的預(yù)載力已作用于轉(zhuǎn)軸上。中的故障征兆，軸系不對(duì)中產(chǎn)生的預(yù)載力已作用于轉(zhuǎn)軸上。軸心軌跡和兩個(gè)傳感器的時(shí)域波形圖軸心軌跡和兩個(gè)傳感器的時(shí)域波形圖10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 26 應(yīng)變式加速度計(jì)應(yīng)變式加速度計(jì)質(zhì)量塊的振動(dòng)作用于應(yīng)變梁，屬于慣性傳感器。用應(yīng)變計(jì)質(zhì)量塊的振動(dòng)作用于應(yīng)變梁，屬于慣性傳感器。用應(yīng)變計(jì)測(cè)量應(yīng)變梁表面的應(yīng)變。測(cè)量應(yīng)變梁表面的應(yīng)變。當(dāng)工作頻率遠(yuǎn)小于固有頻率，并且阻尼比等于當(dāng)工作頻率遠(yuǎn)小于固有頻率，并且阻尼比等于0.70.7左右，應(yīng)左右，應(yīng)變值與殼體的加速度成正比。變值與殼體的加速度成正比。適用于適用于低頻測(cè)量低頻測(cè)量慣性應(yīng)變式加速度計(jì)慣性應(yīng)變式加速度計(jì)10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 27 壓電式加速度傳感器壓電式加速度傳感器壓電式加速度傳感器又稱壓電加速度計(jì)，屬于慣性式傳感壓電式加速度傳感器又稱壓電加速度計(jì)，屬于慣性式傳感器。器。被測(cè)振動(dòng)頻率被測(cè)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)低于遠(yuǎn)低于遠(yuǎn)低于遠(yuǎn)低于加速度計(jì)的固有頻率時(shí)，力的變化與加速度計(jì)的固有頻率時(shí)，力的變化與被測(cè)加速度成正比。被測(cè)加速度成正比。1)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)壓電加速度計(jì)主要由三部分組成：壓電元件、質(zhì)量塊壓電加速度計(jì)主要由三部分組成：壓電元件、質(zhì)量塊和附加件（附加件包括壓緊彈簧和機(jī)座）。和附加件（附加件包括壓緊彈簧和機(jī)座）。10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 28壓電加速度計(jì)的常見(jiàn)結(jié)構(gòu)：壓電加速度計(jì)的常見(jiàn)結(jié)構(gòu)：壓電加速度計(jì)的典型結(jié)構(gòu)壓電加速度計(jì)的典型結(jié)構(gòu)10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 29中間固定型中間固定型中間固定型中間固定型共振頻率高?；児舱耦l率高?；冃沃苯佑绊戄敵觥囟茸冃沃苯佑绊戄敵?。溫度變化影響壓電元件，并使預(yù)化影響壓電元件，并使預(yù)緊力變化，易引起溫度漂緊力變化，易引起溫度漂移。移。外緣固定型外緣固定型外緣固定型外緣固定型彈簧沿外緣與殼體緊彈簧沿外緣與殼體緊固在一起。易受外界溫度固在一起。易受外界溫度與噪聲的影響。與噪聲的影響。10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 30倒置中間固定型倒置中間固定型 倒置中間固定型倒置中間固定型中心軸不直接固于基中心軸不直接固于基座，可避免安裝時(shí)基座的座，可避免安裝時(shí)基座的影響，但由于殼體成為彈影響，但由于殼體成為彈簧的一部分，故固有頻率簧的一部分，故固有頻率低。低。10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 31環(huán)形剪切型環(huán)形剪切型 環(huán)形剪切型環(huán)形剪切型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能做成極結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能做成極小型、高共振頻率。由于小型、高共振頻率。由于粘結(jié)劑會(huì)隨溫度增高而變粘結(jié)劑會(huì)隨溫度增高而變軟，因此最高工作溫度受軟，因此最高工作溫度受到限制。到限制。三角剪切型三角剪切型 三角剪切型三角剪切型夾持環(huán)，三角形中心柱。夾持環(huán)，三角形中心柱。感受軸向振動(dòng)時(shí)，承受剪切應(yīng)感受軸向振動(dòng)時(shí)，承受剪切應(yīng)力。對(duì)底座變形和溫度變化有力。對(duì)底座變形和溫度變化有極好的隔離作用，高共振頻率極好的隔離作用，高共振頻率和良好的線性。和良好的線性。10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 32 2)主要特性主要特性靈敏度靈敏度可看成電壓源或電荷源，電壓靈敏度可看成電壓源或電荷源，電壓靈敏度電荷靈敏度電荷靈敏度 用作為加速度單位。用作為加速度單位。對(duì)給定的壓電材料，其靈敏度隨質(zhì)量塊的增大或壓電元件對(duì)給定的壓電材料，其靈敏度隨質(zhì)量塊的增大或壓電元件的增多而增大。的增多而增大。尺寸越大尺寸越大，固有頻率越低。，固有頻率越低。10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 33橫向靈敏度橫向靈敏度橫向靈敏度表示對(duì)橫向（垂直于加速度計(jì)軸線）振動(dòng)的敏橫向靈敏度表示對(duì)橫向（垂直于加速度計(jì)軸線）振動(dòng)的敏感程度。感程度。常以主靈敏度（即加速度常以主靈敏度（即加速度計(jì)的電壓靈敏度或電荷靈敏度）計(jì)的電壓靈敏度或電荷靈敏度）的百分比表示。的百分比表示。一般在殼體上用小紅點(diǎn)標(biāo)一般在殼體上用小紅點(diǎn)標(biāo)出最小橫向靈敏度方向，一個(gè)出最小橫向靈敏度方向，一個(gè)優(yōu)良的加速度計(jì)的橫向靈敏度優(yōu)良的加速度計(jì)的橫向靈敏度應(yīng)小于主靈敏度的應(yīng)小于主靈敏度的3。10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 34頻率響應(yīng)特性頻率響應(yīng)特性靈敏度隨頻率的變化特性。靈敏度隨頻率的變化特性。固有頻率越高，頻率范圍越固有頻率越高，頻率范圍越寬，寬，下限受到一定限制。下限受到一定限制。各種加速度計(jì)的典型頻率特性各種加速度計(jì)的典型頻率特性10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 353)安裝方法安裝方法加速度計(jì)的安裝方式加速度計(jì)的安裝方式安裝方法影響工作頻率范圍。安裝方法影響工作頻率范圍。例如螺栓固定法，例如螺栓固定法，31kHz，加云母墊片，加云母墊片28kHz，涂簿蠟，涂簿蠟層層29kHz；手持法，；手持法，2kHz；永久磁鐵，；永久磁鐵，7kHz。10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 36粘結(jié)法粘結(jié)法可測(cè)頻率不超過(guò)可測(cè)頻率不超過(guò)5KHz手持探針?lè)ㄊ殖痔结樂(lè)ㄖ荒苡糜谥荒苡糜?kHz以下的近似探測(cè)以下的近似探測(cè)螺栓固定法螺栓固定法最好的方法，尤其對(duì)沖擊波及最好的方法，尤其對(duì)沖擊波及測(cè)高頻振動(dòng)。但使用時(shí)應(yīng)防止螺栓測(cè)高頻振動(dòng)。但使用時(shí)應(yīng)防止螺栓過(guò)分?jǐn)Q緊，以免引起機(jī)座的變形，過(guò)分?jǐn)Q緊，以免引起機(jī)座的變形，影響加速度計(jì)的輸出。影響加速度計(jì)的輸出。磁吸法磁吸法可測(cè)頻率比粘結(jié)方法稍差，但可測(cè)頻率比粘結(jié)方法稍差，但使用方便，可以隨時(shí)移動(dòng)加速度計(jì)使用方便，可以隨時(shí)移動(dòng)加速度計(jì)的位置，便于多點(diǎn)測(cè)量。的位置，便于多點(diǎn)測(cè)量。在加速度計(jì)與被測(cè)物之間涂一層硅膠，可改善沖擊狀在加速度計(jì)與被測(cè)物之間涂一層硅膠，可改善沖擊狀態(tài)，有利于高頻響應(yīng)。態(tài)，有利于高頻響應(yīng)。常用的安裝方法常用的安裝方法10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 3710.2.3接觸式測(cè)振傳感器的校準(zhǔn)接觸式測(cè)振傳感器的校準(zhǔn)絕對(duì)法絕對(duì)法拾振器固定在校準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)上，由正弦信號(hào)發(fā)生器拾振器固定在校準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)上，由正弦信號(hào)發(fā)生器發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，經(jīng)功率放大器放大，推動(dòng)振動(dòng)臺(tái)，用激光干涉發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，經(jīng)功率放大器放大，推動(dòng)振動(dòng)臺(tái)，用激光干涉振動(dòng)儀直接測(cè)量振動(dòng)臺(tái)的振幅，在與被校準(zhǔn)拾振器的輸出進(jìn)行振動(dòng)儀直接測(cè)量振動(dòng)臺(tái)的振幅，在與被校準(zhǔn)拾振器的輸出進(jìn)行比較，從而確定拾振器的靈敏度?？梢酝瑫r(shí)測(cè)量頻率響應(yīng)。比較，從而確定拾振器的靈敏度?？梢酝瑫r(shí)測(cè)量頻率響應(yīng)。這種方法只適合計(jì)量單位和測(cè)振儀器制造廠家使用。這種方法只適合計(jì)量單位和測(cè)振儀器制造廠家使用。10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 38激光干涉儀的絕對(duì)校準(zhǔn)法激光干涉儀的絕對(duì)校準(zhǔn)法10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 39 相對(duì)法相對(duì)法又稱背靠背法。將待校準(zhǔn)的傳感器和嚴(yán)格校準(zhǔn)過(guò)的傳感器又稱背靠背法。將待校準(zhǔn)的傳感器和嚴(yán)格校準(zhǔn)過(guò)的傳感器背靠背地（或仔細(xì)地并排地）安裝在振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上。背靠背地（或仔細(xì)地并排地）安裝在振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上。嚴(yán)格校準(zhǔn)過(guò)的傳感器起著嚴(yán)格校準(zhǔn)過(guò)的傳感器起著“振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)傳遞振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)傳遞”的作用，通常的作用，通常稱為參考傳感器，也稱標(biāo)準(zhǔn)傳感器。稱為參考傳感器，也稱標(biāo)準(zhǔn)傳感器。背靠背比較校準(zhǔn)法背靠背比較校準(zhǔn)法10.2測(cè)振傳感器測(cè)振傳感器Page 4010.310.3常用測(cè)振放大器常用測(cè)振放大器 壓電式傳感器（一般為壓電式加速度計(jì)）的前置放大器有壓電式傳感器（一般為壓電式加速度計(jì)）的前置放大器有電壓放大器電壓放大器和和電荷放大器電荷放大器兩種。兩種。電壓放大器，高輸入阻抗、低輸出阻抗。電路較簡(jiǎn)單，但電壓放大器，高輸入阻抗、低輸出阻抗。電路較簡(jiǎn)單，但輸出受連接電纜對(duì)地電容的影響。輸出受連接電纜對(duì)地電容的影響。電荷放大器以電容作負(fù)反饋，基本不受電纜電容的影響。電荷放大器以電容作負(fù)反饋，基本不受電纜電容的影響。通常用高質(zhì)量的元器件，輸入阻抗高，價(jià)格較貴。通常用高質(zhì)量的元器件，輸入阻抗高，價(jià)格較貴。Page 41壓電加速度計(jì)壓電加速度計(jì)電纜電纜電壓放大器輸入端電壓放大器輸入端10.3.1電壓放大器電壓放大器電壓放大器（又稱電壓放大器（又稱阻抗變換器阻抗變換器）把傳感器產(chǎn)生把傳感器產(chǎn)生的的電荷量轉(zhuǎn)變成電壓電荷量轉(zhuǎn)變成電壓，再測(cè)量其電壓值（將壓電加速度計(jì)的，再測(cè)量其電壓值（將壓電加速度計(jì)的高輸出阻抗變成較低阻抗，并將微弱信號(hào)進(jìn)行放大）。高輸出阻抗變成較低阻抗，并將微弱信號(hào)進(jìn)行放大）。10.3常用測(cè)振放大器常用測(cè)振放大器Page 42 又稱為阻抗變換器，起阻抗匹配作用（高阻抗輸入變成又稱為阻抗變換器，起阻抗匹配作用（高阻抗輸入變成低阻抗輸出），輸出電壓給主放大器進(jìn)行放大。低阻抗輸出），輸出電壓給主放大器進(jìn)行放大。等效電路等效電路等效電容等效電容等效電阻等效電阻等效電路等效電路10.3常用測(cè)振放大器常用測(cè)振放大器Page 43傳感器產(chǎn)生的傳感器產(chǎn)生的總電荷量總電荷量為：為：式中使電容充電到電壓的電荷；式中使電容充電到電壓的電荷；經(jīng)電阻漏掉的電荷，在電阻上產(chǎn)生壓降，其值經(jīng)電阻漏掉的電荷，在電阻上產(chǎn)生壓降，其值相當(dāng)于；相當(dāng)于；壓電晶體的壓電系數(shù)；壓電晶體的壓電系數(shù)；作用于壓電晶體上的周期力作用于壓電晶體上的周期力10.3常用測(cè)振放大器常用測(cè)振放大器Page 44對(duì)上式進(jìn)行微分，則有對(duì)上式進(jìn)行微分，則有整理得：整理得：解此微分方程，得解此微分方程，得一階系統(tǒng)一階系統(tǒng)10.3常用測(cè)振放大器常用測(cè)振放大器Page 45其中其中或或 電導(dǎo)電導(dǎo)即電壓放大器的輸入電壓與壓電傳感器、電纜的參數(shù)即電壓放大器的輸入電壓與壓電傳感器、電纜的參數(shù)有關(guān)，還與、有關(guān)。有關(guān)，還與、有關(guān)。10.3常用測(cè)振放大器常用測(cè)振放大器Page 46 討論：討論：時(shí)，即不能測(cè)量靜態(tài)參數(shù)，只能測(cè)動(dòng)態(tài)時(shí)，即不能測(cè)量靜態(tài)參數(shù)，只能測(cè)動(dòng)態(tài)參數(shù)；參數(shù)；時(shí)，即振動(dòng)體的頻率足夠大時(shí)，即振動(dòng)體的頻率足夠大時(shí)，輸入電壓與所測(cè)頻率無(wú)關(guān)；時(shí)，輸入電壓與所測(cè)頻率無(wú)關(guān)；時(shí)，即放大器的輸入電壓時(shí)，即放大器的輸入電壓是振動(dòng)頻率的函數(shù)，隨的降低而降低。是振動(dòng)頻率的函數(shù)，隨的降低而降低。一般下限截止頻率規(guī)定為電壓放大器的輸入電壓比高頻一般下限截止頻率規(guī)定為電壓放大器的輸入電壓比高頻時(shí)的輸入電壓下降到（即）處的頻率，也稱時(shí)的輸入電壓下降到（即）處的頻率，也稱下降半功率點(diǎn)下降半功率點(diǎn)。10.3常用測(cè)振放大器常用測(cè)振放大器Page 47因?yàn)?、很大，電荷不可能從這兩個(gè)電阻漏掉，故可略去因?yàn)?、很大，電荷不可能從這兩個(gè)電阻漏掉，故可略去不計(jì)，則電壓放大器的輸入電壓為：不計(jì)，則電壓放大器的輸入電壓為：當(dāng)傳感器、放大器選定后，與是一定的，所以只取決當(dāng)傳感器、放大器選定后，與是一定的，所以只取決于（電纜的電容）。于（電纜的電容）。電纜越長(zhǎng)，分布電容越大，則輸入電壓就越小，測(cè)量信電纜越長(zhǎng)，分布電容越大，則輸入電壓就越小，測(cè)量信號(hào)可能被干擾信號(hào)淹沒(méi)。號(hào)可能被干擾信號(hào)淹沒(méi)。連接電纜不能太長(zhǎng)，一般有專用的短的低噪音電纜。連接電纜不能太長(zhǎng)，一般有專用的短的低噪音電纜。10.3常用測(cè)振放大器常用測(cè)振放大器Page 48優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)線路簡(jiǎn)單；線性度好；穩(wěn)定性好。線路簡(jiǎn)單；線性度好；穩(wěn)定性好。缺點(diǎn)缺點(diǎn)電壓靈敏度是阻抗的函數(shù)，且隨電電壓靈敏度是阻抗的函數(shù)，且隨電纜的長(zhǎng)度而變化。纜的長(zhǎng)度而變化。10.3常用測(cè)振放大器常用測(cè)振放大器Page 4910.3.2電荷放大器電荷放大器電荷放大器是基于適當(dāng)增加總電容量，使很低，并不電荷放大器是基于適當(dāng)增加總電容量，使很低，并不受電纜分布電容的影響而設(shè)計(jì)的。受電纜分布電容的影響而設(shè)計(jì)的。壓電加速度計(jì)壓電加速度計(jì)電纜電纜電荷放大器輸入端電荷放大器輸入端10.3常用測(cè)振放大器常用測(cè)振放大器Page 50因?yàn)橐驗(yàn)椤⒍己艽?，可略去不?jì)，則電荷放大器、都很大，可略去不計(jì)，則電荷放大器的輸入電壓為：的輸入電壓為：負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的電容上的電荷量為：負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的電容上的電荷量為：電荷放大器的輸出電壓為：電荷放大器的輸出電壓為：10.3常用測(cè)振放大器常用測(cè)振放大器Page 51因，并，則電荷放大器的輸出電壓改因，并，則電荷放大器的輸出電壓改為：為：電荷放大器的輸出電壓與輸入電荷量成正比。且與負(fù)反饋電荷放大器的輸出電壓與輸入電荷量成正比。且與負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的電容有關(guān)，與電纜的分布電容無(wú)關(guān)。故可以采用長(zhǎng)導(dǎo)線網(wǎng)絡(luò)的電容有關(guān)，與電纜的分布電容無(wú)關(guān)。故可以采用長(zhǎng)導(dǎo)線（上千米）測(cè)量。（上千米）測(cè)量。下限截止頻率：下限截止頻率：（證明略）（證明略）10.3常用測(cè)振放大器常用測(cè)振放大器Page 52 電荷放大器的頻率下限取決于負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)電荷放大器的頻率下限取決于負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的參數(shù) 與與，一般頻率下限可達(dá)，甚至達(dá)量，一般頻率下限可達(dá)，甚至達(dá)量級(jí)。級(jí)。10.3常用測(cè)振放大器常用測(cè)振放大器Page 53優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)低頻性能好，；低頻性能好，；與電纜長(zhǎng)度無(wú)關(guān)（但也不宜過(guò)長(zhǎng)）；與電纜長(zhǎng)度無(wú)關(guān)（但也不宜過(guò)長(zhǎng)）；有上限可調(diào)的低通濾波，可去掉無(wú)用有上限可調(diào)的低通濾波，可去掉無(wú)用的高次諧波；的高次諧波；信噪比好于電壓放大器。信噪比好于電壓放大器。有適調(diào)開(kāi)關(guān)，有歸一化輸出，用于隨有適調(diào)開(kāi)關(guān)，有歸一化輸出，用于隨機(jī)振動(dòng)測(cè)量及信號(hào)處理非常方便；機(jī)振動(dòng)測(cè)量及信號(hào)處理非常方便；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格貴、使用要求高但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格貴、使用要求高。10.3常用測(cè)振放大器常用測(cè)振放大器Page 54 電荷放大器的使用應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：電荷放大器的使用應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1 1）電荷放大器的輸入端不能直接接入像磁電式傳感器、）電荷放大器的輸入端不能直接接入像磁電式傳感器、信號(hào)發(fā)生器或直流電壓等類的電壓信號(hào)；信號(hào)發(fā)生器或直流電壓等類的電壓信號(hào)；（2 2）電荷放大器的輸入端絕緣電阻要求很高，因此要保持）電荷放大器的輸入端絕緣電阻要求很高，因此要保持輸入插座及電纜插頭的清潔與干燥，甚至不允許用手觸摸；輸入插座及電纜插頭的清潔與干燥，甚至不允許用手觸摸；（3 3）電荷放大器的輸入阻抗極高，因此不能在儀器接通電）電荷放大器的輸入阻抗極高，因此不能在儀器接通電源后再裝卸輸入插頭，以免損壞儀器，儀器的輸出端也不能短源后再裝卸輸入插頭，以免損壞儀器，儀器的輸出端也不能短接；接；10.3常用測(cè)振放大器常用測(cè)振放大器Page 55（4 4）電荷放大器不受連接電纜的限制，但這只是在理想的情況）電荷放大器不受連接電纜的限制，但這只是在理想的情況下，因此輸入端的連接電纜也不宜過(guò)長(zhǎng)；下，因此輸入端的連接電纜也不宜過(guò)長(zhǎng)；（5 5）要合適地選擇上下限頻率范圍（根據(jù)被測(cè)振動(dòng)體的振動(dòng)頻）要合適地選擇上下限頻率范圍（根據(jù)被測(cè)振動(dòng)體的振動(dòng)頻率范圍），這樣有助于減少噪聲和干擾。率范圍），這樣有助于減少噪聲和干擾。10.3常用測(cè)振放大器常用測(cè)振放大器Page 5610.410.4振動(dòng)的激勵(lì)與激振器振動(dòng)的激勵(lì)與激振器10.4.1振動(dòng)的激勵(lì)振動(dòng)的激勵(lì)穩(wěn)態(tài)正弦激振穩(wěn)態(tài)正弦激振借助激振設(shè)備施加頻率可控制的簡(jiǎn)諧激振力借助激振設(shè)備施加頻率可控制的簡(jiǎn)諧激振力。穩(wěn)態(tài)正弦激振要求在穩(wěn)態(tài)下測(cè)定響應(yīng)和激振力的幅穩(wěn)態(tài)正弦激振要求在穩(wěn)態(tài)下測(cè)定響應(yīng)和激振力的幅值比和相位差。值比和相位差。測(cè)試時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)測(cè)試時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。隨機(jī)激勵(lì)隨機(jī)激勵(lì) 寬帶激振，白噪聲或偽隨機(jī)信號(hào)。寬帶激振，白噪聲或偽隨機(jī)信號(hào)。快速測(cè)試，設(shè)備復(fù)雜，價(jià)格高快速測(cè)試，設(shè)備復(fù)雜，價(jià)格高Page 57瞬態(tài)激振瞬態(tài)激振快速正弦掃描激振快速正弦掃描激振 激振信號(hào)頻率在激振信號(hào)頻率在掃描周期中呈線性增掃描周期中呈線性增大變化。大變化。一般掃描時(shí)間為一般掃描時(shí)間為 12s，因而可以快，因而可以快速測(cè)試出被測(cè)對(duì)象的速測(cè)試出被測(cè)對(duì)象的頻率特性。頻率特性?？焖僬覓呙韬瘮?shù)及其頻譜快速正弦掃描函數(shù)及其頻譜10.4振動(dòng)的激勵(lì)與激振器振動(dòng)的激勵(lì)與激振器Page 58激振函數(shù)激振函數(shù)式中式中激振信號(hào)的上、下限頻率與掃描周期視試激振信號(hào)的上、下限頻率與掃描周期視試驗(yàn)要求而定。驗(yàn)要求而定。10.4振動(dòng)的激勵(lì)與激振器振動(dòng)的激勵(lì)與激振器Page 59脈沖激振脈沖激振用脈沖錘敲擊被測(cè)對(duì)象。脈沖的持續(xù)時(shí)間取決于錘端的用脈沖錘敲擊被測(cè)對(duì)象。脈沖的持續(xù)時(shí)間取決于錘端的材料，材料越硬，值越小，則頻率范圍越大。材料，材料越硬，值越小，則頻率范圍越大。用脈沖錘激振簡(jiǎn)便高效。但是在敲擊點(diǎn)的位置、敲擊力的用脈沖錘激振簡(jiǎn)便高效。但是在敲擊點(diǎn)的位置、敲擊力的大小、方向的控制等方面，需要有熟練的技巧。大小、方向的控制等方面，需要有熟練的技巧。10.4振動(dòng)的激勵(lì)與激振器振動(dòng)的激勵(lì)與激振器Page 60各種材料的錘頭的頻響曲線各種材料的錘頭的頻響曲線1鋼；鋼；2鋁；鋁；3尼龍；尼龍；4橡膠橡膠錘頭越硬，頻譜越寬，錘頭越硬，頻譜越寬，但是，其單位頻率的能量卻但是，其單位頻率的能量卻越小。所以在滿足最大頻率越小。所以在滿足最大頻率要求的前提下，盡可能選軟要求的前提下，盡可能選軟一些的材料。一些的材料。10.4振動(dòng)的激勵(lì)與激振器振動(dòng)的激勵(lì)與激振器Page 61400018001510820750頻率上限（Hz）鋼鋼鋁鋼鋁試件鋼鋁鋁尼龍尼龍錘頭單點(diǎn)激振，多點(diǎn)測(cè)量；單點(diǎn)激振，多點(diǎn)測(cè)量；多點(diǎn)激振，單點(diǎn)測(cè)量。多點(diǎn)激振，單點(diǎn)測(cè)量。特點(diǎn)：特點(diǎn)：可重復(fù)試驗(yàn)，多次平均，以減少隨機(jī)誤差；可重復(fù)試驗(yàn)，多次平均，以減少隨機(jī)誤差；可移動(dòng)激振點(diǎn)，而固定加速度計(jì)；可移動(dòng)激振點(diǎn)，而固定加速度計(jì)；激振點(diǎn)可移動(dòng)，以避免激振點(diǎn)處于節(jié)點(diǎn)位置；激振點(diǎn)可移動(dòng)，以避免激振點(diǎn)處于節(jié)點(diǎn)位置；磁帶記錄儀記錄，便于頻譜分析。磁帶記錄儀記錄，便于頻譜分析。頻率范圍上限表頻率范圍上限表10.4振動(dòng)的激勵(lì)與激振器振動(dòng)的激勵(lì)與激振器Page 62電荷放大器電荷放大器電荷放大器電荷放大器磁帶記錄儀磁帶記錄儀加速度計(jì)加速度計(jì)被測(cè)件被測(cè)件脈沖錘（激振錘）脈沖錘（激振錘）脈沖激振測(cè)試框圖脈沖激振測(cè)試框圖10.4振動(dòng)的激勵(lì)與激振器振動(dòng)的激勵(lì)與激振器Page 63階躍激振階躍激振階躍激振的激振力來(lái)自一根剛度大、重量輕的弦。試驗(yàn)階躍激振的激振力來(lái)自一根剛度大、重量輕的弦。試驗(yàn)時(shí)，在激振點(diǎn)處，力傳感器將弦的張力施加于被測(cè)對(duì)象上，時(shí)，在激振點(diǎn)處，力傳感器將弦的張力施加于被測(cè)對(duì)象上，使之產(chǎn)生初始變形，然后突然切斷張力弦，相當(dāng)于施加一個(gè)使之產(chǎn)生初始變形，然后突然切斷張力弦，相當(dāng)于施加一個(gè)負(fù)的階躍激振力。負(fù)的階躍激振力。階躍激振也屬于寬帶激振，在建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)測(cè)試中被階躍激振也屬于寬帶激振，在建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)測(cè)試中被普遍應(yīng)用。普遍應(yīng)用。10.4振動(dòng)的激勵(lì)與激振器振動(dòng)的激勵(lì)與激振器Page 64電動(dòng)式激振器電動(dòng)式激振器10.4.2激振器激振器電動(dòng)式激振器電動(dòng)式激振器按照其磁場(chǎng)的形成按照其磁場(chǎng)的形成方法分有方法分有永磁式永磁式和和勵(lì)磁勵(lì)磁式式。前者用于小型激振前者用于小型激振器，后者用于較大型的器，后者用于較大型的激振器，即振動(dòng)臺(tái)。激振器，即振動(dòng)臺(tái)。10.4振動(dòng)的激勵(lì)與激振器振動(dòng)的激勵(lì)與激振器Page 65電動(dòng)激振器的安裝方式電動(dòng)激振器的安裝方式高頻激振，加配重降低固有頻率，低于激振頻率高頻激振，加配重降低固有頻率，低于激振頻率1/3以上。以上。低頻激振，固定在剛性基礎(chǔ)上。低頻激振，固定在剛性基礎(chǔ)上。水平激振，懸掛成單擺，固有頻率與擺長(zhǎng)有關(guān)。水平激振，懸掛成單擺，固有頻率與擺長(zhǎng)有關(guān)。電動(dòng)激振器的安裝電動(dòng)激振器的安裝10.4振動(dòng)的激勵(lì)與激振器振動(dòng)的激勵(lì)與激振器Page 66 電磁式激振器電磁式激振器直接利用電磁力，非接觸激振，特別對(duì)回轉(zhuǎn)件激振。因?yàn)橹苯永秒姶帕?，非接觸激振，特別對(duì)回轉(zhuǎn)件激振。因?yàn)椴慌c被激對(duì)象接觸，故無(wú)附加質(zhì)量和剛度，頻率上限約為不與被激對(duì)象接觸，故無(wú)附加質(zhì)量和剛度，頻率上限約為500800Hz。電磁激振器電磁激振器10.4振動(dòng)的激勵(lì)與激振器振動(dòng)的激勵(lì)與激振器Page 67勵(lì)磁線圈由一組勵(lì)磁線圈由一組直流線圈和一組交流直流線圈和一組交流線圈組成。線圈組成。直流勵(lì)磁線圈直流勵(lì)磁線圈使使工作點(diǎn)移到工作點(diǎn)移到B0，即，即FB曲線的線性區(qū)。曲線的線性區(qū)。交流勵(lì)磁線圈交流勵(lì)磁線圈產(chǎn)生交變磁感應(yīng)強(qiáng)產(chǎn)生交變磁感應(yīng)強(qiáng)度，激振力。度，激振力。電磁力與磁感應(yīng)強(qiáng)度電磁力與磁感應(yīng)強(qiáng)度10.4振動(dòng)的激勵(lì)與激振器振動(dòng)的激勵(lì)與激振器Page 68電液式激振器電液式激振器用于激振大型結(jié)構(gòu)。用于激振大型結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：激振力大，行程激振力大，行程長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)緊湊。長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)緊湊。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：高頻特性差，用高頻特性差，用于低頻于低頻5001000Hz以下的激振。以下的激振。電液激振器的工作原理電液激振器的工作原理頂桿頂桿頂桿頂桿電液伺服電液伺服閥閥10.4振動(dòng)的激勵(lì)與激振器振動(dòng)的激勵(lì)與激振器Page 6910.5 10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例10.5.1 10.5.1 振幅的測(cè)量方法振幅的測(cè)量方法(1)(1)讀數(shù)顯微鏡法讀數(shù)顯微鏡法1-1-振動(dòng)臺(tái)；振動(dòng)臺(tái)；2-2-支架；支架；3-3-顯微鏡；顯微鏡；4-4-目標(biāo)；目標(biāo)；5-5-振動(dòng)體振動(dòng)體讀數(shù)顯微鏡測(cè)幅裝置示意圖讀數(shù)顯微鏡測(cè)幅裝置示意圖 Page 70讀數(shù)顯微鏡的目標(biāo)刻劃與測(cè)量讀數(shù)顯微鏡的目標(biāo)刻劃與測(cè)量 光通過(guò)讀數(shù)顯微鏡，就可以光通過(guò)讀數(shù)顯微鏡，就可以測(cè)量出振動(dòng)體的位移峰值。測(cè)量出振動(dòng)體的位移峰值。讀數(shù)顯微鏡可以測(cè)量的讀數(shù)顯微鏡可以測(cè)量的振幅范圍，主要是由讀數(shù)顯振幅范圍，主要是由讀數(shù)顯微鏡的放大倍數(shù)來(lái)確定。常微鏡的放大倍數(shù)來(lái)確定。常用的有用的有0.5m 1mm；1m 1mm；50m 50mm等等幾種類型幾種類型。測(cè)量時(shí)，讀數(shù)顯微鏡必須嚴(yán)格固定在不動(dòng)的支架上。在測(cè)量時(shí)，讀數(shù)顯微鏡必須嚴(yán)格固定在不動(dòng)的支架上。在振動(dòng)體上安裝一個(gè)能被照亮的目標(biāo)，在此目標(biāo)上劃一細(xì)痕，振動(dòng)體上安裝一個(gè)能被照亮的目標(biāo)，在此目標(biāo)上劃一細(xì)痕，或粘上一個(gè)貼有人造彩色蛛絲的微小反射鏡，也可貼上一小或粘上一個(gè)貼有人造彩色蛛絲的微小反射鏡，也可貼上一小塊金剛砂紙，在燈光照射下，反射光通過(guò)讀數(shù)顯微鏡，反射塊金剛砂紙，在燈光照射下，反射光通過(guò)讀數(shù)顯微鏡，反射10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 71GZGZ型測(cè)振儀原理方框圖型測(cè)振儀原理方框圖 (2)(2)電測(cè)法電測(cè)法 CD-1CD-1型磁電式速度傳感器的輸出電勢(shì)正比于被測(cè)振動(dòng)體型磁電式速度傳感器的輸出電勢(shì)正比于被測(cè)振動(dòng)體的振動(dòng)速度，而且能提供比較大的測(cè)量功率。因此，針對(duì)配的振動(dòng)速度，而且能提供比較大的測(cè)量功率。因此，針對(duì)配用磁電式速度傳感器的用磁電式速度傳感器的GZGZ型測(cè)振儀就不用設(shè)置阻抗變換器。型測(cè)振儀就不用設(shè)置阻抗變換器。使用積分網(wǎng)絡(luò)即可測(cè)得振動(dòng)體的位移；使用微分網(wǎng)絡(luò)則可測(cè)使用積分網(wǎng)絡(luò)即可測(cè)得振動(dòng)體的位移；使用微分網(wǎng)絡(luò)則可測(cè)得振動(dòng)體的加速度。得振動(dòng)體的加速度。10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 7210.5.2 10.5.2 振動(dòng)頻率的測(cè)量方法振動(dòng)頻率的測(cè)量方法（1 1）比較法）比較法 李薩如圖形法李薩如圖形法 李薩如圖形法振動(dòng)測(cè)量頻率的框圖李薩如圖形法振動(dòng)測(cè)量頻率的框圖 10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 73錄波比較法錄波比較法錄波比較法測(cè)量頻率的測(cè)量系統(tǒng)框圖錄波比較法測(cè)量頻率的測(cè)量系統(tǒng)框圖 把被測(cè)振動(dòng)信號(hào)和時(shí)標(biāo)信號(hào)（信號(hào)發(fā)生器提供一個(gè)等把被測(cè)振動(dòng)信號(hào)和時(shí)標(biāo)信號(hào)（信號(hào)發(fā)生器提供一個(gè)等間距的脈沖信號(hào)，稱為時(shí)標(biāo)信號(hào)）一起輸入到記錄和分析間距的脈沖信號(hào)，稱為時(shí)標(biāo)信號(hào)）一起輸入到記錄和分析儀器（如計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)采集卡）的兩路，再對(duì)該兩路信儀器（如計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)采集卡）的兩路，再對(duì)該兩路信號(hào)的周期（周期的倒數(shù)是頻率）進(jìn)行比較，從而確定被測(cè)號(hào)的周期（周期的倒數(shù)是頻率）進(jìn)行比較，從而確定被測(cè)信號(hào)的頻率。信號(hào)的頻率。10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 74 (2)(2)直讀法直讀法 直讀儀器有兩種：指針式頻率計(jì)和是數(shù)字式頻率計(jì)。直讀儀器有兩種：指針式頻率計(jì)和是數(shù)字式頻率計(jì)。原理：用傳感器將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)變成交變的電壓信號(hào)，再將原理：用傳感器將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)變成交變的電壓信號(hào)，再將這一電壓信號(hào)輸入到頻率計(jì)，便可測(cè)出其頻率。這一電壓信號(hào)輸入到頻率計(jì)，便可測(cè)出其頻率。直讀法測(cè)頻系統(tǒng)框圖直讀法測(cè)頻系統(tǒng)框圖 10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 7510.5.310.5.3同頻簡(jiǎn)諧振動(dòng)相位差的測(cè)量方法同頻簡(jiǎn)諧振動(dòng)相位差的測(cè)量方法 測(cè)量同頻簡(jiǎn)諧振動(dòng)相位差的方法：線性掃描法、橢圓測(cè)量同頻簡(jiǎn)諧振動(dòng)相位差的方法：線性掃描法、橢圓法和利用相位計(jì)直接測(cè)量法（相位計(jì)法）等。法和利用相位計(jì)直接測(cè)量法（相位計(jì)法）等。目前通用的相位計(jì)有目前通用的相位計(jì)有指針式指針式和和數(shù)字式數(shù)字式兩種。兩種。10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 76用相位計(jì)測(cè)相位差的測(cè)量系統(tǒng)框圖用相位計(jì)測(cè)相位差的測(cè)量系統(tǒng)框圖 10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 77 測(cè)量時(shí)，必須采用兩個(gè)相同型號(hào)的壓電式加速度計(jì)和阻抗測(cè)量時(shí)，必須采用兩個(gè)相同型號(hào)的壓電式加速度計(jì)和阻抗變換器，并用同一臺(tái)測(cè)振儀的兩路來(lái)放大信號(hào)，最后將測(cè)振儀變換器，并用同一臺(tái)測(cè)振儀的兩路來(lái)放大信號(hào)，最后將測(cè)振儀輸出的兩個(gè)信號(hào)分別接到相位計(jì)的和通道。此時(shí)，在相位計(jì)上輸出的兩個(gè)信號(hào)分別接到相位計(jì)的和通道。此時(shí)，在相位計(jì)上顯示出一個(gè)相位角數(shù)值，這就是顯示出一個(gè)相位角數(shù)值，這就是 通道信號(hào)超前通道信號(hào)超前 通道信號(hào)通道信號(hào)的相位角。如果振動(dòng)信號(hào)是由幾個(gè)頻率疊加而成時(shí)，就必須作的相位角。如果振動(dòng)信號(hào)是由幾個(gè)頻率疊加而成時(shí)，就必須作濾波處理后再進(jìn)行相位測(cè)量。濾波處理后再進(jìn)行相位測(cè)量。10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 7810.5.410.5.4機(jī)械系統(tǒng)固有頻率的測(cè)量方法機(jī)械系統(tǒng)固有頻率的測(cè)量方法 (1)(1)固有頻率和共振頻率的定義固有頻率和共振頻率的定義 無(wú)阻尼單自由度振動(dòng)系統(tǒng)無(wú)阻尼單自由度振動(dòng)系統(tǒng) 有阻尼單自由度振動(dòng)系統(tǒng)有阻尼單自由度振動(dòng)系統(tǒng) 有阻尼單自由度受迫振動(dòng)（激振力為有阻尼單自由度受迫振動(dòng)（激振力為 ）10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 79穩(wěn)態(tài)振動(dòng)速度穩(wěn)態(tài)振動(dòng)速度 穩(wěn)態(tài)振動(dòng)加速度穩(wěn)態(tài)振動(dòng)加速度位移幅值位移幅值可以推斷，在它的極值時(shí)取得最大值，則可求可以推斷，在它的極值時(shí)取得最大值，則可求 的極值。于的極值。于是是解此式得解此式得10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 80同理得，速度幅值的極值條件同理得，速度幅值的極值條件 加速度幅值的極值條件加速度幅值的極值條件 10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 81 共振：共振：指當(dāng)激振頻率達(dá)到某一頻率時(shí)，振動(dòng)的幅值達(dá)到最指當(dāng)激振頻率達(dá)到某一頻率時(shí)，振動(dòng)的幅值達(dá)到最大的現(xiàn)象。大的現(xiàn)象。振動(dòng)的位移幅值、速度幅值和加速度幅值其各自達(dá)到極值振動(dòng)的位移幅值、速度幅值和加速度幅值其各自達(dá)到極值（對(duì)單自由度系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這里的極值就是最大值）時(shí)的頻率是（對(duì)單自由度系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這里的極值就是最大值）時(shí)的頻率是互不相同的，只有互不相同的，只有“速度共振頻率速度共振頻率”等于無(wú)阻尼固有頻率。由等于無(wú)阻尼固有頻率。由此可見(jiàn)，在簡(jiǎn)諧激振力激振的條件下，可以有三種此可見(jiàn)，在簡(jiǎn)諧激振力激振的條件下，可以有三種“共振共振”頻頻率，分別稱之為率，分別稱之為“位移共振頻率位移共振頻率”、“速度共振頻率速度共振頻率”、“加加速度共振頻率速度共振頻率”。但是，在小阻尼情況下，上述四種頻率相差。但是，在小阻尼情況下，上述四種頻率相差極小。極小。10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 82(2)(2)“速度共振速度共振”相位判別法相位判別法“速度共振速度共振”相位判別法測(cè)量系統(tǒng)框圖相位判別法測(cè)量系統(tǒng)框圖 10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 83 根據(jù)圖像來(lái)判別共振的方法可分以下兩種情況：根據(jù)圖像來(lái)判別共振的方法可分以下兩種情況：磁電式速度傳感器判別共振磁電式速度傳感器判別共振 示波器的示波器的 軸與軸與 軸上的信號(hào)分別為：軸上的信號(hào)分別為：示波器上顯示圖像變化過(guò)程示波器上顯示圖像變化過(guò)程如右圖所示。如右圖所示。10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 84 壓電式加速度傳感器判別共振壓電式加速度傳感器判別共振 示波器的示波器的 軸與軸與 軸上的信號(hào)分別為：軸上的信號(hào)分別為：示波器上顯示圖像變化過(guò)程示波器上顯示圖像變化過(guò)程如右圖所示。如右圖所示。10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 8510.5.510.5.5阻尼的測(cè)量方法阻尼的測(cè)量方法 系統(tǒng)的阻尼是很難直接測(cè)量的，人們往往是通過(guò)測(cè)量衰減系統(tǒng)的阻尼是很難直接測(cè)量的，人們往往是通過(guò)測(cè)量衰減系數(shù)再來(lái)推算阻尼。系數(shù)再來(lái)推算阻尼。(1)(1)用自由振動(dòng)波形圖來(lái)測(cè)量衰減系數(shù)用自由振動(dòng)波形圖來(lái)測(cè)量衰減系數(shù)有阻尼自由振動(dòng)波形圖有阻尼自由振動(dòng)波形圖 10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 86 由波形可知其對(duì)數(shù)衰減比由波形可知其對(duì)數(shù)衰減比 為為 衰減振動(dòng)周期衰減振動(dòng)周期 振動(dòng)波形圖上量得振動(dòng)波形圖上量得 、三值，即可算出衰減系數(shù)比三值，即可算出衰減系數(shù)比若令若令 ，則，則當(dāng)阻尼比當(dāng)阻尼比 較小時(shí)較小時(shí) 10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 87 單自由度直線振動(dòng)系統(tǒng)，阻力系數(shù)為：?jiǎn)巫杂啥戎本€振動(dòng)系統(tǒng)，阻力系數(shù)為：有阻尼單自由度扭振系統(tǒng)，阻力系數(shù)為有阻尼單自由度扭振系統(tǒng)，阻力系數(shù)為 扭振系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量扭振系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 88 (2)(2)通過(guò)頻率響應(yīng)曲線來(lái)測(cè)定衰減系數(shù)通過(guò)頻率響應(yīng)曲線來(lái)測(cè)定衰減系數(shù) 有阻尼單自由度系統(tǒng)受迫振動(dòng)的放大系數(shù)為：有阻尼單自由度系統(tǒng)受迫振動(dòng)的放大系數(shù)為：有阻尼單自由度系統(tǒng)受迫振動(dòng)的頻率響應(yīng)曲線有阻尼單自由度系統(tǒng)受迫振動(dòng)的頻率響應(yīng)曲線10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 89 由圖可以看出：如在由圖可以看出：如在 處作一水平線交于曲線處作一水平線交于曲線上兩點(diǎn)上兩點(diǎn) 與與 ，這兩點(diǎn)間的距離為，這兩點(diǎn)間的距離為 ，則衰減系數(shù)（阻尼，則衰減系數(shù)（阻尼系數(shù)）可由下式確定：系數(shù)）可由下式確定：上式表明了上式表明了 、兩點(diǎn)間的距離等于兩點(diǎn)間的距離等于 ，這一方法又，這一方法又稱為半功率點(diǎn)法。稱為半功率點(diǎn)法。10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 90 (3)(3)通過(guò)共振頻率來(lái)測(cè)定衰減系數(shù)通過(guò)共振頻率來(lái)測(cè)定衰減系數(shù) 用簡(jiǎn)諧力激振系統(tǒng)時(shí)，位移、速度、加速度信號(hào)的共振頻用簡(jiǎn)諧力激振系統(tǒng)時(shí)，位移、速度、加速度信號(hào)的共振頻率與系統(tǒng)的無(wú)阻尼固有頻率之間的關(guān)系分別為：率與系統(tǒng)的無(wú)阻尼固有頻率之間的關(guān)系分別為：則有則有10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 9110.5.610.5.6振型的測(cè)量方法振型的測(cè)量方法 所謂振型就是振動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)中各質(zhì)點(diǎn)的振幅比。所謂振型就是振動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)中各質(zhì)點(diǎn)的振幅比。簡(jiǎn)支梁與懸臂方板的振型圖簡(jiǎn)支梁與懸臂方板的振型圖 10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 92 下面介紹兩種測(cè)量（或?qū)ふ遥┕?jié)點(diǎn)、節(jié)線的方法。下面介紹兩種測(cè)量（或?qū)ふ遥┕?jié)點(diǎn)、節(jié)線的方法。(1)(1)細(xì)砂顆粒跳動(dòng)法細(xì)砂顆粒跳動(dòng)法 這種方法只能找到處于水平面上的節(jié)線，故適用于板類被這種方法只能找到處于水平面上的節(jié)線，故適用于板類被測(cè)振動(dòng)體的振型測(cè)定。即將振動(dòng)體激振，使其達(dá)到某階共振，測(cè)振動(dòng)體的振型測(cè)定。即將振動(dòng)體激振，使其達(dá)到某階共振，在物體表面撒上細(xì)砂粒，只要振動(dòng)加速度超過(guò)重力加速度在物體表面撒上細(xì)砂粒，只要振動(dòng)加速度超過(guò)重力加速度g g，表面上的砂粒就會(huì)跳動(dòng)，集中移動(dòng)到節(jié)線附近。從而顯示出節(jié)表面上的砂粒就會(huì)跳動(dòng)，集中移動(dòng)到節(jié)線附近。從而顯示出節(jié)線的位置和形狀來(lái)。線的位置和形狀來(lái)。10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 93(2)(2)示波器測(cè)量法示波器測(cè)量法 用示波器測(cè)振型節(jié)點(diǎn)的測(cè)量系統(tǒng)框圖用示波器測(cè)振型節(jié)點(diǎn)的測(cè)量系統(tǒng)框圖 10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 94 測(cè)量原理測(cè)量原理是：節(jié)點(diǎn)（節(jié)線）上的位移、速度始終為零，節(jié)是：節(jié)點(diǎn)（節(jié)線）上的位移、速度始終為零，節(jié)線兩邊的位移、速度、加速度必反相。當(dāng)激振力的頻率等于線兩邊的位移、速度、加速度必反相。當(dāng)激振力的頻率等于梁的某一階固有頻率時(shí)，梁便以該階振型振動(dòng)。信號(hào)發(fā)生器梁的某一階固有頻率時(shí)，梁便以該階振型振動(dòng)。信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的同一頻率信號(hào)輸入示波器的軸，將加速度傳感器拾振產(chǎn)生的同一頻率信號(hào)輸入示波器的軸，將加速度傳感器拾振信號(hào)通過(guò)信號(hào)通過(guò)測(cè)振儀輸入到示波器的軸，此時(shí)示波器的屏幕上出測(cè)振儀輸入到示波器的軸，此時(shí)示波器的屏幕上出現(xiàn)橢圓圖象。當(dāng)傳感器放在梁上不同位置時(shí)，示波器的橢圓現(xiàn)橢圓圖象。當(dāng)傳感器放在梁上不同位置時(shí)，示波器的橢圓圖象將發(fā)生變化，如圖所示。圖象將發(fā)生變化，如圖所示。10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 95 當(dāng)傳感器放在節(jié)點(diǎn)上時(shí)，橢圓變成了軸上的一條橫線，當(dāng)傳感器放在節(jié)點(diǎn)上時(shí)，橢圓變成了軸上的一條橫線，當(dāng)傳感器放在節(jié)點(diǎn)左側(cè)或右側(cè)時(shí)，橢圓長(zhǎng)軸的方位發(fā)生變當(dāng)傳感器放在節(jié)點(diǎn)左側(cè)或右側(cè)時(shí)，橢圓長(zhǎng)軸的方位發(fā)生變化。根據(jù)上述現(xiàn)象，只要將傳感器在梁的長(zhǎng)度方向逐點(diǎn)移化。根據(jù)上述現(xiàn)象，只要將傳感器在梁的長(zhǎng)度方向逐點(diǎn)移動(dòng)，便可找到節(jié)點(diǎn)的位置。動(dòng)，便可找到節(jié)點(diǎn)的位置。圖像隨位置變化圖形圖像隨位置變化圖形 10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 9610.5.710.5.7脈沖激振測(cè)量方法脈沖激振測(cè)量方法脈沖激振測(cè)試框圖脈沖激振測(cè)試框圖 脈沖激振的時(shí)間短，只需幾秒鐘的數(shù)據(jù)記錄就可以了。脈沖激振的時(shí)間短，只需幾秒鐘的數(shù)據(jù)記錄就可以了。因此，可以多次重復(fù)進(jìn)行，將輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行多次平均以減少因此，可以多次重復(fù)進(jìn)行，將輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行多次平均以減少隨機(jī)誤差。為了避免激振點(diǎn)正好處于某階振型的節(jié)點(diǎn)附近，隨機(jī)誤差。為了避免激振點(diǎn)正好處于某階振型的節(jié)點(diǎn)附近，可移動(dòng)激振點(diǎn)位置，再比較其結(jié)果?？梢苿?dòng)激振點(diǎn)位置，再比較其結(jié)果。10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 9710.5.810.5.8振動(dòng)檢測(cè)實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)實(shí)例 (1)(1)軸的徑向振動(dòng)測(cè)量軸的徑向振動(dòng)測(cè)量探頭安裝示意圖探頭安裝示意圖 在每個(gè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)安裝兩個(gè)傳感器探在每個(gè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)安裝兩個(gè)傳感器探頭，兩個(gè)探頭分別安裝在軸承兩邊的頭，兩個(gè)探頭分別安裝在軸承兩邊的同一平面上，相隔同一平面上，相隔90（5）。通常。通常將兩個(gè)探頭分別安裝在垂直中心線每將兩個(gè)探頭分別安裝在垂直中心線每一側(cè)一側(cè)4545，定義為探頭（水平方向），定義為探頭（水平方向）和探頭（垂直方向）。通常從原動(dòng)機(jī)和探頭（垂直方向）。通常從原動(dòng)機(jī)端看，端看，探頭應(yīng)該在垂直中心線的右探頭應(yīng)該在垂直中心線的右側(cè)，側(cè)，探頭應(yīng)該在垂直中心線的左側(cè)。探頭應(yīng)該在垂直中心線的左側(cè)。10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 98系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 99 (2)(2)小轎車乘坐舒適性試驗(yàn)小轎車乘坐舒適性試驗(yàn) 原理：小轎車乘坐舒適性試驗(yàn)是通過(guò)液壓激振臺(tái)給汽車一原理：小轎車乘坐舒適性試驗(yàn)是通過(guò)液壓激振臺(tái)給汽車一個(gè)模擬道路狀況個(gè)模擬道路狀況(也稱道路譜也稱道路譜)的激勵(lì)信號(hào)，使汽車處于道路行的激勵(lì)信號(hào)，使汽車處于道路行駛狀態(tài)。汽車駕駛座椅處的振動(dòng)加速度可以通過(guò)一個(gè)加速度傳駛狀態(tài)。汽車駕駛座椅處的振動(dòng)加速度可以通過(guò)一個(gè)加速度傳感器來(lái)拾取，該信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理電路和振動(dòng)分析儀的分析，就感器來(lái)拾取，該信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理電路和振動(dòng)分析儀的分析，就可以得到汽車的振動(dòng)量值與道路譜的關(guān)系，為研究汽車乘坐的可以得到汽車的振動(dòng)量值與道路譜的關(guān)系，為研究汽車乘坐的舒適性提供參考數(shù)據(jù)。舒適性提供參考數(shù)據(jù)。10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 100小轎車乘坐舒適性試驗(yàn)的原理圖小轎車乘坐舒適性試驗(yàn)的原理圖 10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 101 (3)(3)用脈沖激勵(lì)法測(cè)立式鉆床振型用脈沖激勵(lì)法測(cè)立式鉆床振型 脈沖激勵(lì)法簡(jiǎn)單方便，所用設(shè)備少實(shí)驗(yàn)時(shí)間短，頻響寬，脈沖激勵(lì)法簡(jiǎn)單方便，所用設(shè)備少實(shí)驗(yàn)時(shí)間短，頻響寬，并具有一定的精度。另外脈沖激勵(lì)法對(duì)被測(cè)試件不施加剛度及并具有一定的精度。另外脈沖激勵(lì)法對(duì)被測(cè)試件不施加剛度及質(zhì)量約束，還便于從不同方向進(jìn)行激勵(lì)。質(zhì)量約束，還便于從不同方向進(jìn)行激勵(lì)。脈沖激勵(lì)法測(cè)試系統(tǒng)框圖脈沖激勵(lì)法測(cè)試系統(tǒng)框圖 1 1立式鉆床；立式鉆床；2 2沖擊錘；沖擊錘；3 3加速度傳感器；加速度傳感器；4 4電荷放大器；電荷放大器；5 5分析儀；分析儀；6 6繪圖儀繪圖儀10.5 振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例振動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)例Page 102立式鉆床固有振型立式鉆床固有振型 細(xì)實(shí)線表示未振動(dòng)時(shí)鉆床立柱的中心線。細(xì)實(shí)