理论力学实验1.doc

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1、实验一：用“双踪示波比较法”测量简谐振动的频率一、实验目的1、了解“双踪示波比较法”测试未知信号频率的原理；2、学习“双踪示波比较法”测量简谐振动的频率；二、实验仪器安装示意图三、实验原理双踪示波比较法是采取双踪示波，同时看两个信号波形，其中一通道是已知频率的参考信息，另一通道是待测信号，通过对波形进行比较来确定简谐振动信号的频率。双通道并行同步示波或采样信号，采用相同的采样频率Fs,时间分辨率△t=1/Fs是相同，不同频率的正弦信号反映到波形上就是一个周期内采样点数N不同，信号的频率为：用光标读取已知频率为f0参考信号的一个周期内的点数N1，再读取待测信号的频

2、率N2，则被测信号的频率为：f0N1=fxN2根据所测频率可以计算当前电机的转速：n=60·fx（转/分钟）四、实验步骤1、开机进入DASP2000标准版软件的主界面，选择双通道按钮。进入双通道示波状态进行波形示波。2、安装偏心激振电机偏心激振电机的电源线接到调压器的输出端，电源线接到调压器的输入端（黄线为地线），一定要小心防止接错，要注意调压器的输入和输出端，防止接反。把调速电机安装在简支梁中部，对简支梁产生一个未知的激振力，电机转速（强迫振动频率）可用调压器来改变，把调压器放在“40”档左右，调好后在实验的过程中不要再改变点电机转速。3、将ZJY-601测振

3、仪功能信号发生器输出信号波形监视接到采集仪的第一通道。将速度传感器布置在激振电机附近，速度传感器测得的信号接到ZJY-601测振仪的第一通道速度传感器输入口上，输出信号接到采集仪的第二通道。4、ZJY-601测振仪功能选择旋钮置速度计的“v(mm/s)”档，放大增益可以在试验中根据波形大小设置。5、调节ZJY-601测振仪信号源频率，震动稳定后，按鼠标左键，停下来读数，把光标移到第一通道的一个波峰处，参考幅值在右窗口中读取最大值所对应的点号NC值，记作N1′，向右移到相邻的峰值处读取相应的点号NC值，记作N1″，第一通道正弦信号的一个周期内的点数N1=N1′-N

4、1″；6、把光标移到第二通道的一个波峰处，参考幅值在右窗口中读取最大值所对应的点号N值，记作N2′，向右移到相邻的峰值处读取相应的点号Ｎ值，记作N２″，第一通道正弦信号的一个周期内的点数N２　=N2′-N2″；7、改变参考信号频率，重复以上步骤，再做两次并记录试验数据。8、按公式计算简谐振动的频率Fx。9、改变电机转速重复以上实验步骤。五、实验结果和分析用双踪示波比较法测试简谐振动的频率实验次数第一通道F0=（Hz）第二通道N1′N1″N1N2′N2″N2Fx平均值转速n=60·Fx（转/分钟）实验二：简谐振动幅值测量一、实验目的1、了解振动位移、速度、加速度之

5、间的关系。2、学会用压电传感器测量简谐振动位移、速度、加速度幅值；二、实验仪器安装示意图三、实验原理由简谐振动方程：f(t)=Asin(ωt-)简谐振动信号基本参数包括：频率、幅值、和初始相位，幅值的测试主要有三个物理量，位移、速度和加速度，可采取相应的传感器来测量，也可通过积分和微分来测量，它们之间的关系如下：根据简谐振动方程，设振动位移、速度、加速度分别为x、v、a，其幅值分别为X、V、A：x=Xsin(ωt-)v=x`=ωXcos(ωt-)=Vcos(ωt-)a=x``=-ω2Xsin(ωt-)=Asin(ωt-)式中：ω——振动角频率——初相位所以可以看

6、出位移、速度、加速度幅值大小的关系是：V=ωX，A=ω2X，A=ωV振动信号的幅值可以根据位移、速度、加速度的关系，用位移传感器或速度传感器、加速度传感器进行测量，还可采用具有微积分功能的放大器进行测量。在进行振动测量时，传感器通过换能器把加速度、速度、位移信号转换成电信号，经过放大器放大，然后通过AD卡进行模数转换成数字信号，采集到的数字信号为电压变量，通过软件在计算机上显示出来，这时读取的数值为电压值，通过标定值进行换算，就可以算出振动量的大小。DASP软件参数设置中的标定通过示波调整好仪器的状态（如传感器档位、放大器增益、是否积分以及程控放大倍数等）后，要

7、在DASP参数设置表中输入各通道的工程单位和标定值。传感器灵敏度为KCH（PC/U）（PC/U表示每个工程单位输出多少PC的电荷，如是力，而且参数表中工程单位设为牛顿N，则此处为PC/U；如是加速度，而且参数表中工程单位设为m/s2，则此处为PC/m/s2）；ZJY-601型振动教学试验仪输出增益为KE；灵敏度适调为KSH（PC/U）；积分增益为KJ（KJY-601型振动教学试验仪的一次积分和二次积分KJ=1）；仪器标称值为KD（Mv/U）ZJY-601型振动教学试验仪的标称值：加速度峰值为200m/s2时输出为满量程5V，则KD=5/200=0.025（V/m

8、/s2）；速度峰值为20