悬臂梁固有频率测试振动的测试分解教学内容.ppt

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1、悬臂梁固有频率测试振动的测试分解知识目标能力目标项目目标了解常用振动传感器，掌握压电式传感器的结构及工作特性掌握振动测试的基本原理及方法能用频谱分析方法获得特性参数和故障诊断项目目标项目内容知识准备项目分析与实施项目拓展资料查询项目内容知识准备知识准备知识点1振动的概述知识点2常用测振传感器知识点3测振传感器选用原则振动是工程技术和日常生活中常见的物理现象，在大多数情况下，振动是有害的，常常破坏机械的正常工作，振动的动载荷使机械加快失效，降低机械设备的使用寿命甚至导致损坏造成事故。当然，振动也有可以被利用的一面，如

2、输送、清洗、夯实、脱水等。1.定义：物体在一定位置附近所做的周期性往复运动。2、产生的物理原因机械在运动时，由于旋转件的不平衡、负载的不均匀、间隙、润滑不良、支撑松动等因素，产生各种振动。无论是利用振动还是防止振动，都必须确定其量值。一、振动定义知识准备——振动概述知识点1振动的概述知识准备振动基本参数的测量：测量设备运行时的振动参量（如测振动物体上某点的位移、速度、加速度、频率等参数），以了解被测对象的振动状态、寻找振源、在线监测等；结构和部件的动态特性测试：对设备激振，测试其受迫振动，以求得被测对象的动态性能，

3、如固有频率、阻尼、机械阻抗和模态等。二、机械振动测试的研究内容知识准备——振动概述小轿车的乘坐舒适性试验框图小轿车的乘坐舒适性试验就是通过液压激振台给汽车一个模拟道路状态(也称为道路谱)的激励信号，使汽车处于道路行驶状态。汽车驾驶员坐椅处的振动加速度可以通过一个加速度传感器来拾取，该信号经信号处理电路和振动分析仪的分析，就可以得到汽车的振动量值与道路谱的关系，为研究汽车的乘坐舒适性提供参考数据。知识准备——振动概述一般的振动测量系统通常由激振、拾振、中间变换电路、振动分析仪器及显示记录装置等环节所组成。激振系统测振

4、传感器中间变换电路功放振动分析仪器显示记录反馈控制干扰信号发生器三、振动测试系统的组成知识准备——振动概述测试系统包括下述三个主要部分：激励部分实现对被测系统的激励（输入），使系统发生振动。它主要由激励信号源、功率放大器和激振器组成。拾振部分检测并放大被测系统的输入、输出信号，并将信号转换成一定的形式（通常为电信号）。它主要由传感器、放大器组成。分析记录部分将拾振部分传来的信号记录下来供分析处理并记下处理结果。它主要由各种记录设备和频谱分析设备组成。知识准备——振动概述知识点2常用测振传感器一.电涡流位移传感器知识

5、准备——测振传感器偏心和振动检测——振幅知识准备——测振传感器二、磁电式速度传感器磁电式绝对速度计频率范围：下限：10-15Hz，上限：1000Hz磁电式绝对速度计知识准备——测振传感器磁电式绝对速度计1—顶杆2—弹簧片3—磁钢4—线圈5—引出线6—壳体优点：无源传感器，是不需要外加电源，输出信号可以不经调理放大即可远距离传送，这在实际长期监测中是十分方便的用来测量振动系统中两部件之间的相对振动速度，壳体固定于一部件上，而顶杆与另一部件相连接。知识准备——测振传感器三.应变式加速度传感器应变式加速度传感器具有体积小

6、、重量轻、输出阻抗低等特点，广泛应用于飞机、轮船、机车、桥梁等振动加速度的测量;应变式加速度传感器不适用于频率较高的振动和冲击场合，一般适用频率为10～60Hz1.质量块2.等强度梁3.应变片4.壳体知识准备——测振传感器四.压电式加速度传感器知识准备——测振传感器1.工作原理:压电效应某些物质，如石英，当受到外力作用时，不仅变形（几何尺寸会发生变化），而且内部也会被极化，在表面会产生电荷；当外力去掉时，又重新回到原来不带电的状态，这种现象称为压电效应。F+q=DF知识准备——测振传感器2.等效电路和动态量测量在压

7、电元件的两个工作面上进行金属蒸镀，形成金属膜，构成两个电极+++++++-------FF当压电晶片受到压力F的作用时，分别在两个极板上积聚数量相等而极性相反的电荷，形成电场压电传感器可以看作是一个电荷发生器，也可以看成是一个电容器电荷发生器：q=DF电容器：知识准备——测振传感器等效电路注意：利用压电式传感器不宜测量静态或准静态量值，若要测必须采取一定措施，使电荷从压电元件经测量电路的漏失减小到足够小的程度；而在作动态测量时，电荷可以不断补充，从而供给测量电路一定的电流，故压电式传感器适宜作动态测量。知识准备——

8、测振传感器知识准备——测振传感器3.压电式传感器的测量电路1、高输入阻抗2、放大在传感器输出端先接高输入阻抗前置放大器，然后再接入一般的放大检波电路a)前置放大器作用：1、将传感器的高阻抗输出转换为低阻抗输出（阻抗变化）2、放大传感器输出的微弱信号要求：因为压电材料的内阻都比较高，而且输出的信号又比较微弱实现：前置放大器电压放大器b)前置放大器的类型电荷放大