最新测试技术第6章(振动测试)教学讲义ppt.ppt

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1、测试技术第6章(振动测试)信号调理处理与分析6.1概述6.2振动特性6.3振动测量传感器6.4振动测试系统及其标定6.5振动的激励本章主要内容信号调理处理与分析振动测试目的1）一类是测量设备和结构所存在的振动；2）另一类是对设备或结构施加某种激励，使其产生振动，然后测量其振动，目的是研究设备或结构的力学动态特性。6.1概述幅频特性：振动特性当ω小于ωn时，幅值较大，成线性变化；当ω大于ωn时，幅值较小，成线性变化；当ω接近于ωn时，幅值大，且与阻尼比ζ大小相关。振动特性3）由基础运动所引起的受迫振动运动方程式：基础运动所引起的受迫振动振动特性相对位移:

2、则：a.若以基础的绝对位移为输入，质量块的相对位移为输出振动特性传递函数：频率响应函数：幅频特性：振动特性幅频特性曲线当时，接近0，说明相对位移小，当时，接近1，说明质量块绝对静止。振动特性质量块与基础一起振动。b.若以基础的速度为输入，质量块的相对位移为输出基础的绝对速度：运动方式式为：传递函数：频率响应函数：振动特性c.若以基础的位移为输入，质量块的相对速度为输出质量块的相对速度：运动方式式为：传递函数：频率响应函数：等号左右两边对时间t一次微分：振动特性d.若以基础的绝对位移为输入，质量块的绝对位移为输出传递函数：振动特性e.abcd等情况的频率

3、响应均可查教材P192表7-1频率响应函数：振动特性振动测量传感器6.3振动测量传感器6.3.1测量方法目前广泛采用电测法，将被测件的振动量转换成电量，然后用电量测试仪器进行测量。6.3.2传感器振动传感器也称为拾振器分类：1）接触式和非接触式2）绝对式和相对式（绝对式输出被测物的绝对振动，相对式输出两被测物之间的相对振动）振动测量传感器相对式的壳体和测杆分别和不同被测件相连，其输出描述两试件间的相对振动。绝对式的壳体固定在被测件上，其内部利用一个弹簧—质量块系统来感受振动。1）涡流位移传感器电涡流式位移传感器电涡流位移传感器测量轴的振动振动测量传感器

4、a.涡流式传感器原理见第三章相对式拾振器b.为什么称为位移传感器？因为输入值是位移，输出与输入（位移）成比例关系。c.优点：线性范围大，灵敏度高，频率范围宽，抗干扰能力强，不受油污，非接触式测量。适宜测量运动部件与相对静止部件间的间隙变化。用于回转轴系的振动监测、故障诊断。被广泛用来测量汽轮机、压缩机、电机等旋转轴系的振动、轴向位移、转速等振动测量传感器2）磁电式速度计振动测量传感器磁电式相对速度计a.磁电式传感器原理线圈在磁场中作直线运动，所产生的感应电动势为：输出e与线速度v成正比，v为线圈与磁场的相对速度。b.传感器安放绝对式速度计：壳体（包括磁

5、钢）紧固于被测物上，线圈振动，属于基础运动引起的受迫振动。相对式速度计：壳体（包括磁钢）紧固在被测物1上，顶杆（包括线圈）压紧在被测物2上，线圈与磁钢的相对速度即为两被测物的相对振动速度。振动测量传感器输入量被测物的绝对速度，输出为线圈与被测物的相对速度，查表7-1得幅频特性为：振动测量传感器磁电式绝对速度计分析：若，接近0；若，接近1；因此，大较好，即弹簧+线圈组成的质量块的质量m大，弹簧的刚度k小，则小，大保证顶杆不脱落被测物，线圈的最大加速度amax不能小于被测物的加速度a，所以被测物的加速度a要求较小，而a=ω2xF，xF为被测物的振幅，因此，

6、为能测量较大的振幅，ω要小，即所被测物的振动频率不能太大。振动测量传感器磁电式相对速度计分析：3）压电式加速度传感器a.结构B:基座P:压电材料M:质量块S:弹簧b.原理：基座和被测振动物体紧密连接，被测物振动，对传感器施加力，带动质量块振动，质量块和基座间产生相对位移，对压电材料施加压力，产生电荷。c.输入值是力（即加速度），输出值是质量块的相对位移d.查表7-1得幅频特性为：振动测量传感器压电加速度计的幅频特性分析1：共振结论：不仅有较好的线性，并且幅值较大振动测量传感器经验总结：上限频率取固有频率的1/3，幅值误差低于1dB（即12%），上限频率

7、取固有频率的1/5，幅值误差小于0.5dB（即6%）。此外，由压电材料的电荷泄漏特性可得，若振动频率很小，则电荷泄漏大，压电式加速度计不适宜测量1Hz以下的振动频率。振动测量传感器分析2：若m增大，则减小，但根据压电加速度计的幅频特性可知，上限频率将降低（即可测量的最大频率变小）。因此，作超低频振动测量选用质量大（超过100g）而灵敏度高的加速度计，作高频振动测量选用质量小（几克~零点几克）的加速度计。即传感器的灵敏度增大，振动测量传感器增大，e.压电式加速度计的安装31kHz28kHz29kHz2kHz7kHz磁铁振动测量传感器4）三类传感器比较a.

8、涡流位移传感器测量范围：因为高频的位移量往往小，信号弱，不用来测量高频；优点：相对测量，适用于