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第七章机械振动的测试 二、测量振动的目的： 1）测定振级 2）寻找振源 3）提取设备故障信息 4）研究结构的动态特性 5）研究隔振理论、方法和材料 6）环境条件的模拟 三、振动的分类 （1）从产生振动的原因来分： 系统仅受到初始条件(初始位移、初始速度)的激励而引起的振动称为自由振动，系统在持续的外作用力激励下的振动称为强迫振动。 自由振动问题虽然比强迫振动问题单纯但自由振动反映了系统内部结构的所有信息，是研究强迫振动的基础。 （2）从振动的规律来分： 单自由度无阻尼自由振动系统 第二节 单自由度系统的受迫振动 1. 由作用在质量块上的力所引起的受迫振动 2. 由基础运动所引起的受迫振动 在许多情况下，振动系统的受迫振动是由基础的运动所引起的。这种情况称位移激励。设基础的绝对位移为x(t)，质量块m的绝对位移为y(t)，如图所示。考察质量块M对基础的相对运动，即M的相对位移(y-x)。其运动方程为： 第三节 测振传感器 按振动信号的转换形式分为电测法、机械法、光学法； 按被测件是否与拾振器接触分为接触式和非接触式； 接触式 非接触式 按壳体的固定方式可分为相对式和绝对式。 惯性式测振传感器的力学模型 绝对式：传感器壳体固定在被测件上，壳体的振动即被测物的振动Z1，也是传感器的输入。通过传感器内质量块与壳体间的相对运动Z01来描述Z0（即输出）。 相对式：壳体和测量头与不同被测件接触，输出描述的是两试件间的相对运动。 1、 电涡流位移传感器 位移传感器的响应条件 位移传感器的上限测量频率在理论上是无限的，但实际上受具体仪器结构和元器件特性．后继放大电路频响等条件的限制，不能太高。 下限测量频率则受弹性元件的强度和质量块尺寸、重量等因素的限制，使?n不能太小。 因此位移传感器的频率范围是有限的。 优点：线性范围大、灵敏度高、频率范围宽、抗干扰能力强、不受油污影响。 2、 磁电式速度传感器 3、 压电式加速度传感器 压电传感器的主要特性参数 灵敏度：电压灵敏度Sv和电荷灵敏度Sq 频率响应范围 第四节 振动分析方法与系统 振动量的测量： 振动量通常指反映振动的强弱程度的量，亦即指振动位移，振动速度和振动加速度的大小。这三者之间存在着确定的微分或积分关系。 基本振动参量： 峰值——表示振动的程度，可反映对结构强度的破坏程度。 有效值——记录振动随时间变化的经历过程，具有振动能量的含义。 平均值——反映波形变化过程。 振动传感器校准 为保证振动测试与试验结果的可靠性和精度，在使用传感器前要经过现场校准，方法有： 绝对法——将被校准的拾振器固定在校准台上，用激光干涉测振仪测出振动台的振幅，再与拾振器测到的振动信号比较。 相对法——将被校准的拾振器与经过严格校准过的传感器并排安装在振动台承受相同的振动，再将两个传感器的输出比较。 第五节 振动的激励和激振器 根据第一章的讨论，如果知道了系统的输入(激励)和输出(响应)，就可以求出系统的数学模型，也即动态特性。振动系统测试就是求取系统动态特性的一种试验方法。 为了完成上述测试任务，一般说来测试系统应该包括下述三个主要部分： 1)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、功率放大器和激振装置组成。 2)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、可调放大器组成。 3)分析记录部分 将拾振部分传来的信号记录下来供以后分析处理或直接进行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。 一、稳态正弦激励方法 这是一种测量频率响应的经典方法，它提供给被测系统的激励信号是一个具有稳定幅值和频率的正弦信号，测出激励大小和响应大小，便可求出系统在该频率点处的频率响应的大小。连续测量N个频率点的稳态响应，即可得到某一频段的频率响应函数曲线。 激励系统一般由正弦信号发生器、功率放大器和电磁激振器组成，测量系统由跟踪滤波器、峰值电压表和相位计组成。 二、瞬态激励方法 瞬态激励方法给被测系统提供的激励信号是一种瞬态信号，它属于一种宽频带激励，即一次同时给系统提供频带内各个频率成份的能量和使系统产生相应频带内的频率响应。因此，它是一种快速测试方法。同时由于测试设备简单，灵活性大，故常在生产现场使用。 目前常用的瞬态激励方法有快速正弦扫描、脉冲锤击和阶跃松弛激励等方法，下面分别讨论和介绍。 (一)快速正弦扫描 这种测试方法是使正弦激励信号在所