《机械工程测试技术基础》 实验指导书

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1、《机械工程测试技术基础》实验指导书戴新编广州大学2017.4前言测试技术顾名思义是测量和试验的技术。测试技术学习的最终目的是要解决实际问题，所以和理论课程相比，测试技术的实践环节显得更为关键。《机械工程测试技术实验》旨在提高学生综合应用从各门课程中学到的单元技术知识，独立构建、调试测试系统的能力，强化学生对测试系统工程实际的感性认识。它综合体现了各种单元技术在测试工程实际中的应用，是测试专业的学生接触工程实际的开始。测试技术覆盖了很多知识领域，从测试信号的基本概念到现代测试信号分析方法，从传感器的基本原理到一个复杂大型的测试系统的建立，但在实际中，无

2、法在一门课程里囊括所有这些知识和经验。本指导书根据目前实验室现有的实验条件及教学计划中的学时数，紧密结合理论教学，选择了一些重要的基本内容，实验主要为验证性实验，采用传统的实验模式，由实验教师指导学生完成实验。通过实验，希望能够使学生牢固、熟练地掌握各种测试仪器的使用，学会调试测试系统的基本方法，包括传感器的使用，信号调理电路、数字化电路及显示单元的调试，在此基础上初步学会自行组建测试系统，并能够独立调试。具体内容应包括：a.常用测试仪器的使用：在传感器使用及系统组建、调试的过程掌握示波器、数字万用表、信号发生器、稳压电源等的使用。b.传感器的使用：

3、熟悉热电偶传感器、加速度传感器、液位传感器、转速传感器等原理及使用。c.常见物理量测试实验：温度测试实验、转速测试实验、液位测试实验、振动测试实验。由于条件限制，以上的实验内容还只能部分涉及。实验完成后按要求应提交实验报告。实验报告是一种工程技术文件，是实验研究的产物。学生完成教学实验写出的报告，会为将来进行工程实验、科学研究书写实验报告打下基础，乃至于养成一种习惯，因此应按工程实际要求学生：内容如实，数据可靠；语言明确、简洁；书写工整、规范。实验报告的基本内容应包括实验题目、实验目的、实验仪器和设备（必要时画出连接图）、实验方法、实验结果（包括图表

4、、数字、文字、表达式等）、对实验方法或结果的讨论、结论、参考资料、附录（实验中的图表等）。目录实验一传感器静态、动态性能标定1实验二用“李萨如图形法”测量简谐振动的频率8实验三用富利叶“频谱法”测量简谐振动的频率12实验四简谐振动幅值测量15实验五机械振动系统固有频率的测量18实验六光纤传感器的位移特性实验23实验七压阻式压力传感器的特性实验25实验八超声波传感器的位移特性实验27实验九电阻应变片测量梁应力29附录一BZ2101单通道电荷放大器使用说明33附录二ZK型虚拟测试振动与控制实验装置的组成与使用方法38附录三BZ2205C静态电阻应变仪使用

5、说明48-48-实验一传感器静态、动态性能标定一、实验目的1、了解电涡流位移传感器和压电加速度传感器的结构、工作原理及其应用。2、熟悉电涡流位移传感器和压电加速度传感器灵敏度标定所用仪器。3、掌握电涡流位移传感器和压电加速度传感器灵敏度标定的校准台法，了解其他的标定方法。二、实验原理（一）压电加速度传感器灵敏度标定1、灵敏度压电加速度传感器的灵敏度有两种表述方法：当它与电荷放大器配合使用时，用电荷灵敏度Sq表示。即：与电压放大器配合使用时用电压灵敏度Sv表示。即：式中Q——压电传感器输出电荷（PC）；Ua——压电传感器的开路电压（mV）；a——被测加

6、速度（ms-2）。2、压电加速度传感器灵敏度的标定方法实验室常用的标定方法一般有校准台法、比较法和互易法三种。（1）校准台法加速度传感器校准台是一个能产生一定频率好一定加速度峰值的振动台。例如本实验中所使用的“JB-3B型振动传感器校准台”，其内部可产生频率为10Hz~1280Hz、加速度峰值为2.5m/s2~100m/s2的标准正弦加速度信号。将被标定的加速度传感器直接安装在振动系统的台面上，使其承受峰值为10m/s2加速度的振动，根据前置放大器的输出电压值便可确定加速度传感器的灵敏度值。这种标定方法的精度为62%。注意电荷放大器是先将加速度传感器

7、输出的电荷量转化为电压量，然后再经放大输出。确定传感器的电荷灵敏度时，要考虑放大器的增益。（2）比较法-48-此方法是取一个经过计量部门标定过的加速度传感器和前置放大器作为基准，与需求校准的加速度传感器作对比试验，确定被标定传感器的灵敏度。标定时，将被标定传感器与基准传感器按背靠背的方法装在同一轴线上，承受同样的振动。分别测量出被标定传感器与基准传感器的输出振动量，然后折算出被标定传感器的灵敏度。（3）互易法此法不是通过直接测量振动量来确定灵敏度，而是应用互易原理，采用测量其他电量的方法求得灵敏度。一般情况下可以用两个同类型的加速度传感器进行互易，也

8、可以用加速度传感器与振动台内部的速度线圈进行互易。这种方法的标定精度可达0.5%。（一）电涡流位移传感器灵敏