10 振动的测量.pptVIP

课程导读 学习目标 1.掌握单自由度系统振动的基本原理； 2.了解振动激励和测量的方法和设备； 3. 掌握测振传感器的原理和应用。 有害振动 有利振动（振动筛） 振动测试的目的 1) 检查机器运转时振动特性，检验产品质量，为设计零部件提供依据； 2) 考核机器设备承受振动和冲击的能力，对系统动态参数相应特性及动态参数进行识别，从而掌握系统运动规律； 3) 分析查明产生振动的原因，寻找振源，为减振、隔振措施提供资料； 4) 对工作机器进行故障监测，以避免重大事故。 振动系统基本组成 测振系统3大环节： 解释 1) 拾振环节。 拾振环节是测振系统的基本环节，其测试仪器常称为拾振器。拾振器的性能往往决定整个系统的性能。在电测法中，它将被测的振动参量(如位移、速度、加速度等)转变为电信号。常用的拾振器有：应变式加速度计、压电式加速度计、磁电式速度计等。 2) 放大环节。它把拾振器转换后的电信号加以放大 ，以便计量与记录。常用的放大器类型有调制型放大器、电荷放大器和电压放大器。其中电荷放大器不受测试电路中电缆长度的影响，而电压放大器与电缆长度有关。在放大环节中，同时还可设置微积分网络，以便实现一种传感器可进行多个振动参量的测量。 3) 测量分析环节。根据测试目的的不同，在这一环节中可设置检波器、滤波器、解调器等。在做数字信号分析时，还要配有A/D转换器。常用的分析记录仪器有频谱分析仪、示波器、X-Y记录仪及磁带记录仪。常用的分析方法有：概率统计分析、快速傅立叶变换、相关分析及功率谱分析等。 10.1 振动的基础知识 振 动 类 型 2）振动测量的基本参数 振动的幅值、频率和相位是振动的三个基本参数，称为振动三要素。 只要测定这三个要素，也就决定了整个振动运动。 ①幅值： 振动强度。它可以用不同的方法表示，如峰值、有效值、平均值等； ②频率： 振动信号变化的快慢。不同频率反映了系统内不同的振源； ③相位： 确定共振点、振型测量等。 简谐振动的运动规律 简谐振动是最基本的周期运动,其运动规律为： 振动幅值测量参数的选择 振动位移是研究强度和变形的重要依据； 振动加速度与作用力或载荷成正比，是研究动力强度和疲劳的重要依据； 振动速度决定了噪声的高低，人对机械振动的敏感程度在很大频率范围内是由速度决定的。振动速度又与能量和功率有关，并决定了力的动量。 10.1.2单自由度系统的受迫振动 10.2 测振传感器 机械振动的测试方法： 机械方法:振动频率低、振幅大、精度不高。 光学方法:精密测量和振动传感器的标定 电测方法:应用范围最广 每种测振方法要采用相应的传感器 1）测振传感器的分类 拾取振动信息的装置通常称拾振器，感受振动将其变为电信号的传感元件。 按测振参数分：位移传感器、速度传感器、加速度传感器； 按参考坐标分：相对式传感器、绝对式(惯性式）传感器； 按变换原理分：磁电式、压电式、电阻应变式、电感式、电容式、光学式； 按传感器与被测物关系分：接触式传感器、非接触式传感器 相对式、绝对式传感器 相对式传感器是以空间某一固定点作为参考点，测量物体上的某点对参考点的相对位移或速度。 绝对式传感器是以大地为参考基准，即以惯性空间为基准测量振动物体相对于大地的绝对振动，又称惯性式传感器。 2. 惯性式测振传感器 惯性式测振传感器原理 惯性传感器是二阶测试系统。其频率响应函数为： 幅频特性 (即为输出信号与输入信号的幅值比) 为： Ｋ?传感器的静态灵敏度。 相频特性表达式为 惯性位移传感器的响应条件 当测试系统输入为 ,其响应的稳态输出可写为： 惯性式速度传感器的响应条件 当惯性传感器的输入为 ,输出为 时,称为速度传感器。对于速度传感器, 式 分子和分母同乘被测振动频率,得 惯性速度传感器与惯性位移传感器有着相同的幅频特性和相频特性。 满足： 惯性加速度传感器 加速度传感器的输入是 ,输出是 。得： 惯性加速度传感器 10.2.2 常用振动传感器 磁电式速度传感器为惯性式速度传感器。 工作原理：线圈在磁场中运动，穿过其磁通发生变化，会产生感应电动势，电动势的输出与线圈的运动速度成正比。 2、电涡流式位移传感器 涡流传感器测量轴振动示意图 涡流传感器特点 线性范围大、灵敏度高； 频率范围宽； 抗干扰能力强； 不受油污等介质影响以及非接触测量。 相对式拾振器，能方便地测量运动部件与静止部件间的间隙变化。 表面粗糙度对测量几乎没有影响； 表面的微裂缝和被测材料的电导率和导磁率对