《机械工程测试技术》实验指导书

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1、机械工程测试技术实验指导书主编文成副主编彭浩，周传德重庆科技学院机械电子工程实验室2008年6月20日105实验目录实验一电桥和差特性实验3实验二电子称定标实验6实验三电容式传感器的位移特性实验8实验四测速实验10实验五电涡流传感器的位移特性实验14实验六光纤传感器位移特性实验16实验七用“李萨如图形法”测量简谐振动的频率18实验八机械振动系统固有频率的测量21实验九单自由度系统强迫振动的幅频特性25实验十单自由度系统自由衰减振动及28实验十一主动隔振实验31实验十二被动隔振实验34实验十三振动信号分析实验37实验十四用“双踪示

2、波法”测量传感器的灵敏度40实验十五两自由度系统固有频率测试43实验十六变时基锤击法简支梁模态测试47实验十七转子临界转速测量55实验十八滑动轴承油膜涡动和油膜振荡58实验十九转子启停机三维彩色谱阵分析62实验二十转子动平衡实验64实验二十一转子启停机转速谱阵72实验二十二转子阶次谱阵分析75实验二十三轴承故障诊断分析78实验二十四齿轮故障诊断分析81THSRZ-1型传感器系统综合实验装置简介84ZK-4VIC型虚拟测试振动与控制实验装置简介86INV1601T型振动与控制实验装置简介89INV1612型多功能柔性转子实验系统简

3、介93DH3817动静态应变测试系统简介98DH5920动态信号分析仪简介99虚拟仪器LabVIEW及振动噪音数据采集系统简介100QPZZ-II旋转机械振动分析及故障模拟试验平台系统简介101105实验一电桥和差特性实验一、实验目的1、了解金属箔式应变片的应变效应。2、比较单臂电桥、半桥与全桥测量电路的工作原理和性能，从而验证电桥的和差特性。二、实验仪器THSRZ-1传感器实验台，应变传感器实验模块、托盘、砝码、数显电压表、±15V、±4V电源、万用表（自备）。三、实验原理电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这

4、就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：，式中为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数，为电阻丝长度相对变化。金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件，如图1-1所示，四个金属箔应变片分别贴在弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随弹性体形变被拉伸，或被压缩。将这些电阻应变片连接成电桥，通过电桥的作用完成电阻到电压的比例变化。设E为电桥电源电压，则电桥输出与各桥臂应变有如下关系：图1-1四、实验内容与步骤1、应变传感器上的各应变片已分别接到图1-2所示的应变传感器模块左上方的R1、R2、R3、105

5、R4上，可用万用表测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω。图1-22、差动放大器调零。从主控台接入±15V电源，检查无误后，合上主控台电源开关，将差动放大器的输入端Ui短接并与地短接，输出端Uo2接数显电压表（选择2V档）。将电位器Rw3调到增益最大位置（顺时针转到底），调节电位器Rw4使电压表显示为0V。关闭主控台电源。（Rw3、Rw4的位置确定后不能改动）3、按图1-2连线，将应变式传感器的其中一个应变电阻（如R1）接入电桥与R5、R6、R7构成一个单臂直流电桥。4、加托盘后电桥调零。电桥输出接到差动放大器的输入端Ui，

6、检查接线无误后，合上主控台电源开关，预热五分钟，调节Rw1使电压表显示为零。5、在应变传感器托盘上放置一只砝码，读取数显表数值，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到200g砝码加完，记下实验结果，填入表1-1，关闭电源。表1-1重量(g)单臂电桥(mV)半桥(mV)全桥(mV)6、按图1-3接线，将受力相反（一片受拉，一片受压）的两只应变片接入电桥的邻边，构成一个半桥电路。重复步骤4和步骤5，记下实验结果，填入表1-1，关闭电源。105图1-37、按图1-4接线，将受力相反（一片受拉，一片受压）的两对应变片分别接入电桥的邻边，

7、构成一个全桥电路。重复步骤4和步骤5，记下实验结果，填入表1-1，关闭电源。图1-4五、实验报告1、根据表1-1分别计算单臂电桥、半桥和全桥连接时系统灵敏度S＝ΔU/ΔW（ΔU输出电压变化量，ΔW重量变化量）和非线性误差δf=Δm/yF..S×100％，式中Δm为输出值（多次测量时为平均值）与拟合直线的最大偏差；yF·S为满量程（200g）输出平均值。2、比较单臂、半桥、全桥测量电路的灵敏度和非线性度，得出相应的结论。105实验二电子称定标实验一、实验目的1、了解直流全桥的应用及电路的定标方法。2、学会绘制标定曲线。二、实验仪器

8、THSRZ-1传感器实验台，应变传感器实验模块、托盘、砝码、数显电压表、±15V电源、±4V电源、万用表（自备）。三、实验原理电子称实验原理同实验一的全桥测量原理，通过调节放大电路对电桥输出的放大倍数使电路输出电压值为重量的对应值，电压量纲（V）改为重量量纲（g