考試大禮包振動(dòng)理論一

1、 第一部分 概述 現(xiàn)代力學(xué)測(cè)量技術(shù) 一、振動(dòng)引起失效的模式對(duì)結(jié)構(gòu)的影響 主要是變形、彎曲、產(chǎn)生裂紋和造成部件之間的相互撞擊等?？赡墚a(chǎn)生超極限應(yīng)力破壞與疲勞破壞。對(duì)工作性能的影響 主要是運(yùn)動(dòng)部件動(dòng)作不正常、接觸部件接觸不良、繼電器產(chǎn)生誤動(dòng)作、電子器件噪聲增大、指示燈閃爍等。對(duì)工藝性能的影響 主要是螺釘松動(dòng)、連接件或焊點(diǎn)脫開等。二、振動(dòng)測(cè)試目的檢查機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)特性，以檢驗(yàn)其工作質(zhì)量；測(cè)定機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，以便確定機(jī)器設(shè)備承受振動(dòng)和沖擊的能力，并為產(chǎn)品的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供依據(jù)；分析振動(dòng)產(chǎn)生的原因，尋找振源，以便有效地采取減振和隔振措施；對(duì)運(yùn)動(dòng)中的機(jī)器進(jìn)行故障監(jiān)控，以避免重大事故發(fā)生。三、振動(dòng)測(cè)量

2、的工程應(yīng)用領(lǐng)域結(jié)構(gòu)的動(dòng)力參數(shù)測(cè)試故障診斷環(huán)境和可靠性試驗(yàn)隔振、減振和振動(dòng)控制有關(guān)振動(dòng)利用的研究四、機(jī)械振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的一般組成框圖五、振動(dòng)的基本參數(shù)振動(dòng)的幅值、頻率和相位是振動(dòng)的三個(gè)基本參數(shù)，稱為振動(dòng)三要素。幅值：振動(dòng)強(qiáng)度。它可以用不同的方法表示，如峰值、有效值、平均值等；頻率：振動(dòng)信號(hào)變化的快慢。不同頻率反映了系統(tǒng)內(nèi)不同的振源；相位：確定共振點(diǎn)、振型測(cè)量、振動(dòng)控制等。六、振動(dòng)問(wèn)題組成：激勵(lì)、振動(dòng)結(jié)構(gòu)（系統(tǒng)）和響應(yīng)分類：1、已知激勵(lì)和振動(dòng)結(jié)構(gòu)，求響應(yīng) -系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)分析 2、已知激勵(lì)和響應(yīng)，求系統(tǒng)參數(shù) -系統(tǒng)識(shí)別 3、已知系統(tǒng)和響應(yīng)，求激勵(lì) -載荷識(shí)別七、研究振動(dòng)的方法理論分析法實(shí)驗(yàn)研究實(shí)測(cè)模型

3、研究建摸求解八、振動(dòng)測(cè)量的基本內(nèi)容 測(cè)量機(jī)器或結(jié)構(gòu)在工作狀態(tài)下的振動(dòng)，如振動(dòng)位移、速度、加速度等掌握被測(cè)對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷環(huán)境控制、等級(jí)評(píng)定對(duì)機(jī)械設(shè)備或結(jié)構(gòu)施加某種激勵(lì)，測(cè)量其受迫振動(dòng)獲得被測(cè)對(duì)象的動(dòng)態(tài)性能：固有頻率、阻尼、響應(yīng)、模態(tài)等找出薄弱環(huán)節(jié)，通過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)提高其抗振能力九、常用的振動(dòng)測(cè)量方法機(jī)械法 -利用杠桿傳動(dòng)和慣性接收記錄振動(dòng)信號(hào)光測(cè)法 -將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信息再進(jìn)行測(cè)量電測(cè)法 -通過(guò)傳感器將機(jī)械量轉(zhuǎn)換為電量，再 對(duì)電量進(jìn)行測(cè)量與分析十、振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的主要特性參數(shù)靈敏度頻率范圍動(dòng)態(tài)范圍橫向靈敏度相位特性附加質(zhì)量、附加剛度和環(huán)境條件1、靈敏度:傳感器測(cè)量系統(tǒng)的輸出信號(hào)與輸

4、入信號(hào)的比值（有量綱） 2、頻率范圍:定義為測(cè)量系統(tǒng)靈敏度隨頻率的變化量不超出某一給定誤差線的最高頻率與最低頻率之間的范圍。 兩端頻率分別成為下限和上限頻率。3、動(dòng)態(tài)范圍:定義一：測(cè)量系統(tǒng)靈敏度隨輸入信號(hào)的變化量不超出某一給定誤差線的最大輸入與最小輸入之間的幅值范圍定義二：測(cè)量系統(tǒng)輸出與輸入維持線性關(guān)系的最大輸入與最小輸入之間的幅值范圍D=20log幅值上線幅值下限（dB)；4、橫向靈敏度:定義：指?jìng)鞲衅鲗?duì)垂直于測(cè)量主軸方向運(yùn)動(dòng)的敏感程度yxS橫 =單位橫向運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的輸出信號(hào)S主 100%一般要求傳感器與振動(dòng)臺(tái)橫向靈敏度越小越好5、相位特性:定義：指在簡(jiǎn)諧機(jī)械量輸入時(shí)，測(cè)量系統(tǒng)同頻率輸出信號(hào)

5、對(duì)輸入信號(hào)的相位滯后要求：=0o，180o 或 （）=其它:附加剛度、附加質(zhì)量、環(huán)境條件振動(dòng)分類產(chǎn)生原因變化規(guī)律自由度數(shù)自由振動(dòng)受迫振動(dòng)自激振動(dòng)周期振動(dòng)瞬態(tài)振動(dòng)隨機(jī)振動(dòng)單自由度系統(tǒng)的振動(dòng)多自由度系統(tǒng)的振動(dòng)連續(xù)系統(tǒng)的振動(dòng)十一、振動(dòng)過(guò)程的分類2、簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)域表示法振動(dòng)位移振動(dòng)速度振動(dòng)加速度振動(dòng)物體隨時(shí)間按正弦或余弦規(guī)律變化的振動(dòng)1、振動(dòng)過(guò)程的描述振動(dòng)過(guò)程的時(shí)域描述振動(dòng)過(guò)程的頻域描述兩者的關(guān)系名稱幅值幅值比峰值x(t)的最大值1峰峰值x(t)的最大值和最小值之差2平均絕對(duì)值0.636有效值 0.7073、周期振動(dòng)時(shí)域特征參數(shù)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)量值按一定時(shí)間間隔重復(fù)出現(xiàn)的非簡(jiǎn)諧振動(dòng)，可用諧波分析方法，將其分解為

6、若干個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)之和。均值3、周期振動(dòng) 傅立葉級(jí)數(shù)幅頻曲線相頻曲線其中3.1 周期振動(dòng)的分解 3.2 周期振動(dòng)頻譜圖的特點(diǎn)以方波為例 譜線是離散的，各高次諧波頻率是基 波頻率的整數(shù)倍，且最小頻率間隔等 于基波頻率 。 幅值譜的縱坐標(biāo)顯示每個(gè)諧波分量 在周期振動(dòng)中所占的比例大小，其 單位為被測(cè)振動(dòng)量的單位。4、準(zhǔn)周期振動(dòng)組成：由兩個(gè)或兩個(gè)以上頻率比為無(wú)理 數(shù)的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成。特點(diǎn)：合成后不再是周期函數(shù)，但譜線 仍然是離散的。數(shù)學(xué)表達(dá)式：5、瞬態(tài)振動(dòng)過(guò)程時(shí)域特征參數(shù)脈沖峰值脈沖寬度脈沖沖量脈沖能量5.1 沖擊振動(dòng)過(guò)程5.2衰減振動(dòng)過(guò)程數(shù)學(xué)表達(dá)式（單自由度）時(shí)間歷程曲線時(shí)域特征參數(shù) 振動(dòng)幅值 衰減系數(shù)

7、 有阻尼固有頻率5.3 沖擊與衰減振動(dòng)過(guò)程的頻譜分析頻譜分析傅立葉積分5.4 沖擊過(guò)程頻譜圖的特征以方波為例特點(diǎn)： 譜線是連續(xù)的； 幅值譜的單位為被測(cè)信號(hào)的 單位除以頻率；能量主要集中在0- 的頻 率范圍內(nèi)，脈寬越窄，頻率 范圍越寬。5.5 衰減過(guò)程頻譜圖的特征衰減正弦衰減余弦5.6 幾種典型信號(hào)的頻譜 6、隨機(jī)振動(dòng)時(shí)間函數(shù)不能用精確的數(shù)學(xué)關(guān)系式來(lái)描述；不能預(yù)測(cè)它未來(lái)任何時(shí)刻的準(zhǔn)確值；對(duì)這種信號(hào)的每次觀測(cè)結(jié)果都不同，但大量地重復(fù)試驗(yàn)可以看到它具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律性，因而可用概率統(tǒng)計(jì)方法來(lái)描述和研究。 6.1 隨機(jī)振動(dòng)時(shí)域波形6.2 隨機(jī)振動(dòng)時(shí)域主要特征參數(shù)均值均方值方差自相關(guān)函數(shù)互相關(guān)函數(shù)6.3 隨機(jī)

8、振動(dòng)的頻譜分析功率譜密度函數(shù) 自功率譜 互功率譜 相干函數(shù)單邊功 率譜第二部分振動(dòng)測(cè)量傳感器現(xiàn)代力學(xué)測(cè)量技術(shù)振動(dòng)傳感器的分類按物理過(guò)程 發(fā)電式電動(dòng)式磁電式壓電式電磁感應(yīng)原理電參數(shù)電阻式電感式電容式壓阻式振動(dòng)傳感器的分類按力學(xué)過(guò)程慣性式 （質(zhì)量-彈簧）無(wú)參照系接觸式 （跟隨）有參照系非接觸式 （電渦流、激光、光電）振動(dòng)傳感器的分類按被測(cè)參數(shù)位移傳感器速度傳感器加速度傳感器力傳感器應(yīng)變傳感器扭振傳感器扭矩傳感器慣性式傳感器工作原理 力學(xué)模型如圖所示。圖中y1、y0、y01分別表示殼體絕對(duì)位移、質(zhì)塊的絕對(duì)位移和殼體與 質(zhì)塊的相對(duì)位移。測(cè)試時(shí)，殼體和被測(cè)物體聯(lián)接（用膠接或機(jī)械方法），當(dāng)傳感器外殼跟隨振

9、動(dòng)物體振動(dòng)時(shí)，其內(nèi)部質(zhì)量與外殼之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。適當(dāng)選取傳感器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，所測(cè)結(jié)果將分別反映振動(dòng)問(wèn)題的位移、速度和加速度慣性式傳感器運(yùn)動(dòng)方程 強(qiáng)迫振動(dòng)解為其中則慣性式傳感器對(duì) 的討論表明質(zhì)塊和殼體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)（輸 出）和基礎(chǔ)的振動(dòng)（輸入）近乎相等，即表明質(zhì)塊在慣性座標(biāo)中幾乎處于靜止?fàn)顟B(tài) 作為加速度計(jì)的條件作為位移計(jì)的條件（應(yīng)用于動(dòng)圈式速度傳感器的設(shè)計(jì)）1 當(dāng) 時(shí) ，即被測(cè)頻率遠(yuǎn)高于傳感器固有頻率時(shí) 2 當(dāng) 時(shí) ，即被測(cè)頻率遠(yuǎn)低于傳感器固有頻率時(shí) 慣性式傳感器阻尼對(duì)慣性位移計(jì)幅頻特性的影響慣性式傳感器阻尼對(duì)慣性加速度傳感器幅頻特性的影響慣性式傳感器阻尼對(duì)慣性傳感器相頻特性的影響電磁感應(yīng)式速度傳感器

10、分類 運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)式電動(dòng)式速度傳感器磁電式速度傳感器導(dǎo)體不動(dòng)，穿過(guò)導(dǎo)體的磁力線數(shù)發(fā)生變化，導(dǎo)體兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)式電動(dòng)式速度傳感器-相對(duì)式速度傳感器1頂桿 2彈簧片 3磁鋼 4線圈 5引出線 6殼體 用來(lái)測(cè)量振動(dòng)系統(tǒng)中兩部件之間的相對(duì)振動(dòng)速度，殼體固定于一部件上，而頂桿與另一部件相連接。從而使傳感器內(nèi)部的 線圈與磁鋼產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)來(lái)。 電動(dòng)式速度傳感器-相對(duì)式速度傳感器特點(diǎn)：1、可測(cè)量頻率從零赫茲開始的相對(duì)振動(dòng)量；2、使用頻率上限由接觸桿與被測(cè)物體表面的接觸共 振頻率決定，或者由連桿和線圈骨架組成的軸向 固有頻率決定；3、輸入與輸出之間的相移基本為零；4、附加質(zhì)

11、量不大；5、對(duì)被測(cè)物體有附加剛度。電動(dòng)式速度傳感器-相對(duì)式速度傳感器使用應(yīng)注意的問(wèn)題電動(dòng)式速度傳感器慣性式速度傳感器結(jié)構(gòu)： a 單磁隙結(jié)構(gòu) b雙磁隙結(jié)構(gòu) c動(dòng)磁鋼結(jié)構(gòu)電動(dòng)式速度傳感器慣性式速度傳感器支撐彈簧彈簧片除了提供彈性恢復(fù)力外，還對(duì)可動(dòng)部件起導(dǎo)向作用。良好的彈簧片其剛度非線性應(yīng)很小，彈簧片本身作為彈性體振動(dòng)的頻率要足夠高，并且還應(yīng)具有較強(qiáng)的抗側(cè)向失穩(wěn)能力。電動(dòng)式速度傳感器- -慣性式速度傳感器雙磁隙結(jié)構(gòu)與工作原理1彈簧 2殼體 3阻尼環(huán) 4磁鋼 5線圈 6芯軸 在測(cè)振時(shí)，傳感器固定于被測(cè)系統(tǒng)，磁鋼4與殼體2一起隨被測(cè)系統(tǒng)的振動(dòng)而振動(dòng)，慣性質(zhì)量由裝在芯軸6上的線圈5和阻尼環(huán)3組成，并在磁場(chǎng)

12、中運(yùn)動(dòng)。彈簧片1徑向剛度很大、軸向剛度很小，使慣性系統(tǒng)既得到可靠的徑向支承，又保證有很低的軸向固有頻率。阻尼環(huán)一方面可增加慣性系統(tǒng)質(zhì)量，降低固有頻率，另一方面在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的阻尼力使振動(dòng)系統(tǒng)具有合理的阻尼. 電動(dòng)式速度傳感器慣性式速度傳感器力學(xué)模型與運(yùn)動(dòng)方程 機(jī)械接收部分 機(jī)電變換部分 當(dāng) 時(shí)電動(dòng)式速度傳感器慣性式速度傳感器阻尼的實(shí)現(xiàn) 1、擴(kuò)展速度拾振器的工作頻率下限，一般采用=0.5-0.7的 阻尼 比，在幅值誤差不超過(guò)5%的情況下，工作下限可擴(kuò)展到 2、有助于迅速衰減意外瞬態(tài)擾動(dòng)所引起的瞬態(tài)振動(dòng)。 3、使傳感器的相頻特性在工作頻率范圍內(nèi)基本保持比例相移 1、油阻尼 2、電渦流阻尼 3、電

13、磁阻尼阻尼的作用電動(dòng)式速度傳感器慣性式速度傳感器的特點(diǎn)1、測(cè)量的是絕對(duì)速度振動(dòng)量；2、頻率下限受固有頻率限制，不能到零。頻率 上限受安裝共振頻率及線圈阻抗特性限制；3、全部質(zhì)量都附加給被測(cè)物體；4、靈敏度高、信噪比強(qiáng)；5、輸出阻抗小，且輸出直接是電壓量，可直接 測(cè)量；6、橫向靈敏度較小，頻率范圍較寬磁電式速度傳感器結(jié)構(gòu)振動(dòng)物體變換過(guò)程物體與傳感器的相對(duì)運(yùn)動(dòng)空氣間隙變化穿過(guò)線圈的磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)式輸入與輸出關(guān)系式磁電式速度傳感器磁電式速度傳感器的特點(diǎn)1、非接觸型，對(duì)被測(cè)體無(wú)附加質(zhì)量和剛度；2、靈敏度不等于常數(shù)，與間隙、振動(dòng)物體的 大小、材料形狀等有關(guān)，受測(cè)量物體表面 電渦流影響；3、動(dòng)態(tài)幅

14、值不是線性，只有當(dāng)被測(cè)物體位移 遠(yuǎn)小于空氣間隙時(shí)，它的幅值才基本上維 持線性壓電式加速度傳感器壓電式加速度計(jì)的結(jié)構(gòu) （a）（b）（c）（d）（e） (a)中心安裝壓縮型 (b) 彎曲型（c) 環(huán)形剪切型 (D) 三角剪切型 (e)中心壓縮型 壓電式加速度傳感器壓電式加速度計(jì)的敏感元件 天然石英晶體機(jī)械強(qiáng)度高，絕緣性能好，壓電常數(shù)在500度以下不隨溫度變化，但壓電常數(shù)低。壓電常數(shù)大，比石英晶體大幾十倍，但壓電常數(shù)穩(wěn)定性差，受溫度影響大，當(dāng)超過(guò)居里溫度時(shí)，壓電效應(yīng)就會(huì)消失。正壓電效應(yīng)壓電元件在一定方向的外力作用下或施加機(jī)械變形時(shí)，在壓電元件的晶面或極化面上將產(chǎn)生電荷。在壓電元件表面通一電壓，由于電

15、場(chǎng)的作用，壓電元件將產(chǎn)生幾何變形。逆壓電效應(yīng)人工極化陶瓷壓電晶體壓電效應(yīng)壓電式加速度傳感器石英晶體的壓電效應(yīng)理想形狀：中間為六棱柱，兩端為對(duì)稱的棱錐，共30個(gè)晶面。 光軸 電軸 機(jī)械軸光軸：z 軸，與晶體縱軸方向一致。光線沿z 軸方向通過(guò)晶體不發(fā)生雙折射。沿光軸的作用力不產(chǎn)生壓電效應(yīng)，故又稱為中性軸。壓電式加速度傳感器電軸：x 軸，通過(guò)兩個(gè)相對(duì)的六角棱線并垂直于光軸的軸線。垂直于此軸的晶面上有最強(qiáng)的壓電效應(yīng)。 機(jī)械軸：y軸，垂直于x軸和z軸所在平面的軸線。在電場(chǎng)作用下，y軸具有最明顯的機(jī)械變形。石英晶體的壓電效應(yīng)石英晶體z軸僅一個(gè)，x軸和y軸各有3個(gè)。壓電式加速度傳感器壓電效應(yīng)模型 縱向壓電效

16、應(yīng)：沿x軸加力，電荷出現(xiàn)在垂直于x軸的表面。 橫向壓電效應(yīng)：沿y 軸加力，電荷仍出現(xiàn)在垂直于x 軸的表面。 切向壓電效應(yīng)：沿x軸或y軸施加垂直于z軸的剪切力，在垂直于x軸的 晶體表面產(chǎn)生電荷。壓電式加速度傳感器壓電式傳感器及其等效電路在壓電晶片的兩個(gè)工作面上進(jìn)行金屬蒸鍍，形成金屬膜，構(gòu)成兩個(gè)電極。當(dāng)壓電晶片受到壓力F的作用時(shí)，分別在兩個(gè)極板上積聚數(shù)量相等而極性相反的電荷，形成電場(chǎng)。壓電元件的開路電壓：壓電元件的開路電壓：壓電式加速度傳感器壓電式傳感器及其等效電路若考慮負(fù)載（測(cè)量電路），等效電路如下：假設(shè)一恒定力F作用于壓電器件，產(chǎn)生電量q，則輸出電壓：其中，Cc、Ci分別為電纜寄生電容及后續(xù)測(cè)

17、量電路的輸入電容。振動(dòng)物體壓電式加速度傳感器壓電式加速度計(jì)的特性分析1、力學(xué)模型中心壓縮型2、機(jī)電轉(zhuǎn)換過(guò)程慣性接收壓電變換物理量轉(zhuǎn)換當(dāng)傳感器跟隨物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，慣性接收部分將被測(cè)的加速度 接收為 相對(duì)于底座的相對(duì)振動(dòng)位移 ，于是壓電晶體片受到 的動(dòng)態(tài)力，然后由壓電正效應(yīng)變換為作用在晶體面上的電荷 。3、輸入與輸出關(guān)系式4、特性參數(shù) 靈敏度電荷靈敏度電壓靈敏度其中（開路電壓）（極間電容） 動(dòng)態(tài)范圍最小可測(cè)振級(jí)主要受測(cè)量?jī)x器的噪聲電平限制最大可測(cè)振級(jí)主要受傳感器的強(qiáng)度及非線性因素限制壓電式加速度傳感器 頻率特性 加速度計(jì)的使用上限頻率取決于幅頻曲線中的共振頻率。一般阻尼比小于0.1的加速度計(jì)，上限頻率

18、若取為共振頻率的 1/3，便可保證幅值誤差低于1dB（即12%）；若取為共振頻率的1/5，則可保證幅值誤差小于0.5dB（即6%），相移小于3度。但共振頻率與加速度計(jì)的安裝有關(guān)，加速度計(jì)出廠時(shí)給出的幅頻曲線是在剛性連接的固定情況下得到的。實(shí)際使用的固定方法往往難于達(dá)到剛性連接，因而共振頻率和使用上限頻率都會(huì)有所下降。 橫向靈敏度 環(huán)境特性溫度，濕度，磁場(chǎng)等小于5%固有頻率、靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍相互制約壓電式加速度傳感器5、 加速度計(jì)的固定方法 其中圖a采用鋼螺栓固定，是共振頻率能達(dá)到出廠共振頻率的最好方法。螺栓不得全部擰入基座螺孔，以免引起基座 變形，影響加速度計(jì)的輸出。在安裝面上涂一層硅脂可增加

19、不平整安裝表面的連接可靠性。需要絕緣時(shí)可用絕緣螺栓和云母墊片來(lái)固定加速度計(jì)（圖b），但墊圈應(yīng)盡量簿。用一層簿蠟把加速度計(jì)粘在試件平整表面上（圖c），也可用于溫度低于40以下的場(chǎng)合。手持探針測(cè)振方法（圖d）在多點(diǎn)測(cè)試時(shí)使用特別方便，但測(cè)量誤差較大，重復(fù)性差，使用上限頻率一般不高于 1000Hz。用專用永久磁鐵固定加速度計(jì)（圖e），使用方便，多在低頻測(cè)量中使用。此法也可使加速度計(jì)與試件絕緣。用硬性粘接螺栓（圖f）或粘接劑（圖g）的固定方法也長(zhǎng)使用。某種典型的加速度計(jì)采用上述各種固定方法的共振頻率分別約為：鋼螺栓固定法31kHz，云母墊片28kHz，涂簿蠟層29kHz，手持法2kHz，永久磁鐵固定法

20、7kHz。 壓電式加速度傳感器6、 加速度計(jì)的接地問(wèn)題 注意：?jiǎn)吸c(diǎn)接地壓電式加速度傳感器7、 加速度計(jì)的前置放大器 壓電式傳感器的前置放大器有：電壓放大器和電荷放大器。所用電壓放大器就是高輸入阻抗的比例放大器。其電路比較簡(jiǎn)單，但輸出受連接電纜對(duì)地電容的影響，適用于一般振動(dòng)測(cè)量。電荷放大器以電容作負(fù)反饋，使用中基本不受電纜電容的影響。在電荷放大器中，通常用高質(zhì)量的元器件，輸入阻抗高，但價(jià)格也比較貴. 8、 電荷放大器作用阻抗變換物理量轉(zhuǎn)換輸出歸一化壓電式加速度傳感器9、 壓電加速度計(jì)的類型 低阻抗電壓模式目前大部分壓電式加速度計(jì)在殼體內(nèi)都集成放大器，由它來(lái)完成阻抗變換的功能。這類內(nèi)裝集成放大器的

21、加速度計(jì)可使用長(zhǎng)電纜而無(wú)衰減，并可直接與大多數(shù)通用的儀表、計(jì)算機(jī)等連接。一般采用2線制，即用2根電纜給傳感器供給 210mA的恒流電源，而輸出信號(hào)也由這2根電纜輸出，大大方便了現(xiàn)場(chǎng)的接線 。智能式內(nèi)置芯片，出廠時(shí)，將傳感器的序列號(hào)，生產(chǎn)廠家，靈敏度等參數(shù)儲(chǔ)存在芯片里，分析儀可直接識(shí)別出這些參數(shù)，這對(duì)多點(diǎn)測(cè)量非常方便。高阻抗電荷模式輸出阻抗很高，必須接前置放大器，但環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，尤其適合于高低溫，高沖擊試驗(yàn)場(chǎng)合。壓電式加速度傳感器10、 壓電加速度計(jì)的低頻特性 從壓電式傳感器的力學(xué)模型看，它具有“低通”特性，原可測(cè)量極低頻的振動(dòng)。但實(shí)際上由于低頻尤其小振幅振動(dòng)時(shí)，加速度值小，傳感器的靈敏度有限，

22、因此輸出的信號(hào)將很微弱，信噪比很低；另外電荷的泄漏，積分電路的漂移（用于測(cè)振動(dòng)速度和位移）、器件的噪聲都是不可避免的，所以實(shí)際低頻端也出現(xiàn)“截止頻率”，約為0.11Hz左右。 11、 壓電加速度計(jì)的特點(diǎn)與應(yīng)用 具有動(dòng)態(tài)范圍大、頻率范圍寬、堅(jiān)固耐用、受外界干擾小以及壓電材料受力自產(chǎn)生電荷信號(hào)不需要任何外界電源等特點(diǎn)，是最為廣泛使用的振動(dòng)測(cè)量傳感器 壓電式加速度傳感器壓阻式加速度傳感器壓阻式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)（1）（3）分體型壓阻式與固態(tài)壓阻式1、體型壓阻式（2）壓阻式加速度傳感器 2、固態(tài)壓阻式壓阻式加速度傳感器工作原理優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用缺點(diǎn)通常采用懸臂梁式結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)其慣性接收，再利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)將

23、正比于加速度的應(yīng)力轉(zhuǎn)換為電阻值的變化。 靈敏度高，具有零頻率響應(yīng)適合測(cè)量持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的慢變沖擊過(guò)程及特低頻率振動(dòng)過(guò)程由于半導(dǎo)體片對(duì)溫度非常敏感，必須在傳感器內(nèi)部有溫度補(bǔ)償措施半導(dǎo)體材料由于內(nèi)部應(yīng)力場(chǎng)而引起各點(diǎn)的電阻率變化的現(xiàn)象，單晶硅的壓阻效應(yīng)特別顯著，比一般金屬材料靈敏度高50-100倍。壓阻效應(yīng) 伺服式加速度傳感器結(jié)構(gòu)內(nèi)部有兩套機(jī)電變換裝置，其一是將機(jī)械量轉(zhuǎn)換為電量，以提供測(cè)量和反饋信號(hào)；另一是將電量轉(zhuǎn)換為機(jī)械量，即起反向傳感器的作用，其作用是執(zhí)行反饋環(huán)節(jié)，其一是電容式機(jī)電變換，其二是可逆的電動(dòng)式變換伺服式加速度傳感器工作原理如果反饋電流滿足優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用1、具有頻率響應(yīng)；2、幅值線性度極好；3

24、、精度高。比較適合于飛機(jī)、土木結(jié)構(gòu)、橋梁等低頻及靜態(tài)結(jié)構(gòu)加速度測(cè)量伺服式加速度傳感器電容式加速度傳感器結(jié)構(gòu)與原理優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用較多地用于低頻測(cè)量，其通用性不如壓電式加速度傳感器，且成本也比壓電式加速度傳感器高得多與其它類型的加速度傳感器相比具有靈敏度高、零頻響應(yīng)、環(huán)境適應(yīng)性好等特點(diǎn)，尤其是受溫度的影響比較小 多數(shù)采用差動(dòng)式結(jié)構(gòu)，有兩個(gè)固定電極，兩電極之間有一用彈簧支撐的質(zhì)量快，此質(zhì)量快的兩個(gè)端平面作為活動(dòng)板極，當(dāng)傳感器測(cè)量垂直方向振動(dòng)時(shí)，由于質(zhì)量塊的慣性作用，使兩個(gè)固定板極相對(duì)質(zhì)量塊產(chǎn)生位移。缺點(diǎn)信號(hào)的輸入與輸出為非線性，量程有限，受電纜的電容影響，以及電容傳感器本身是高阻抗信號(hào)源，因此電容傳感器的

25、輸出信號(hào)往往需通過(guò)后繼電路給于改善 結(jié)構(gòu)示意圖測(cè)量參數(shù)渦流傳感器已成系列，測(cè)量范圍從0.5mm至10mm以上，靈敏閥約為測(cè)量范圍的0.1%。常用的外徑8mm的傳感器與工件的安裝間隙約1mm，在0.5mm范圍內(nèi)有良好的線性，靈敏度為7.87mv/mm，頻響范圍為012000Hz。電渦流位移傳感器電渦流位移傳感器工作原理電渦流式位移傳感器是一種非接觸式測(cè)振傳感器，其基本原理是利用金屬體在交變磁場(chǎng)中的電渦流效應(yīng)。當(dāng)通有交變電流的線圈靠近導(dǎo)體表面時(shí)，穿過(guò)導(dǎo)體的磁通鏈將在導(dǎo)體表面感應(yīng)出交變電流，該電流在導(dǎo)體表面形成一閉環(huán)回路，稱之為渦流。這一電流又產(chǎn)生一穿過(guò)原線圈的磁通鏈，因此，原線圈與電渦流相當(dāng)于兩個(gè)

26、相互耦合的線圈，耦合的結(jié)果使得原線圈的電感發(fā)生了變化。電渦流位移傳感器等效電路當(dāng)輸入電流頻率很高時(shí)，有圖中互感系數(shù)耦合系數(shù)此時(shí)電渦流位移傳感器測(cè)量電路為了測(cè)量 ，可以采用串并聯(lián)諧振電路，即在原線圈兩端并一電容，再與一電阻串聯(lián)，在滿足的條件下電路的諧振頻率為電路阻抗為電路輸出電壓為傳感器特點(diǎn) 這類傳感器具有線性范圍大、靈敏度高、頻率范圍寬、抗干擾能力強(qiáng)、不受油污等介質(zhì)影響以及非接觸測(cè)量等特點(diǎn)。渦流傳感器屬于相對(duì)式拾振器，能方便地測(cè)量運(yùn)動(dòng)部件與靜止部件間的間隙變化。表面粗糙度對(duì)測(cè)量幾乎沒(méi)有影響，但表面的微裂縫和被測(cè)材料的電導(dǎo)率和導(dǎo)磁率對(duì)靈敏度有影響。 電渦流傳感器除用來(lái)測(cè)量靜態(tài)位移外，被廣泛用來(lái)測(cè)

27、量汽輪機(jī)、壓縮機(jī)、電機(jī)等旋轉(zhuǎn)軸系的振動(dòng)、軸向位移、轉(zhuǎn)速等，在工況監(jiān)測(cè)與故障診斷中應(yīng)用甚廣。傳感器的應(yīng)用電渦流位移傳感器壓電式力傳感器結(jié)構(gòu)與力學(xué)模型壓電式力傳感器力的傳遞發(fā)力體作用體輸入與輸出關(guān)系壓電元件的動(dòng)態(tài)力與作用給受力體的力之間的關(guān)系由上圖可知注意：壓電式力傳感器與壓電式加速度傳感器測(cè)量電路完全相同壓電式力傳感器力傳感器的使用振動(dòng)測(cè)量傳感器的選擇正確的選用應(yīng)該基于對(duì)測(cè)量信號(hào)以下三方面的分析和估算。 1)被測(cè)振動(dòng)量的大小2)被測(cè)振動(dòng)信號(hào)的頻率范圍3)振動(dòng)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境振動(dòng)測(cè)量傳感器的選擇傳感器的靈敏度 靈敏度是傳感器的最基本指標(biāo)之一,其大小直接影響到傳感器對(duì)振動(dòng)信號(hào)的測(cè)量。不難理解，傳感器的靈

28、敏度應(yīng)根據(jù)被測(cè)振動(dòng)量（加速度值）大小而定，但由于壓電加速度傳感器是測(cè)量振動(dòng)的加速度值，而在相同的位移幅值條件下加速度值與信號(hào)的頻率平方成正比，所以不同頻段的加速度信號(hào)大小相差甚大。大型結(jié)構(gòu)的低頻振動(dòng)其振動(dòng)量的加速度值可能會(huì)相當(dāng)小，例如當(dāng)振動(dòng)位移為 1mm, 頻率為1 Hz 的信號(hào)其加速度值僅為0.04m/s2 (0.004g)；然而對(duì)高頻振動(dòng)當(dāng)位移為0.1mm，頻率為10 kHz的信號(hào)其加速度值可達(dá)4 x 105m/s2 (40000g)。因此盡管壓電式加速度傳感器具有較大的測(cè)量量程范圍，但對(duì)用于測(cè)量高低兩端頻率的振動(dòng)信號(hào)，選擇加速度傳感器靈敏度時(shí)應(yīng)對(duì)信號(hào)有充分的估計(jì)。最常用的振動(dòng)測(cè)量壓電式加

29、速度計(jì)靈敏度，電壓輸出型（IEPE 型）為50-100 mV/g，電荷輸出型為10 -50 pC/g。振動(dòng)測(cè)量傳感器的選擇傳感器的動(dòng)態(tài)范圍 傳感器的測(cè)量量程范圍是指?jìng)鞲衅髟谝欢ǖ姆蔷€性誤差范圍內(nèi)所能測(cè)量的最大測(cè)量值。通用型壓電加速度傳感器的非線性誤差大多為1%。作為一般原則，靈敏度越高其測(cè)量范圍越小，反之靈敏度越小則測(cè)量范圍越大。 電壓輸出型壓電加速度傳感器的測(cè)量范圍是由在線性誤差范圍內(nèi)所允許的最大輸出信號(hào)電壓所決定，最大輸出電壓量值一般都為5V。通過(guò)換算就可得到傳感器的最大量程，即等于最大輸出電壓與靈敏度的比值 電荷輸出型壓電加速度傳感器測(cè)量范圍則受傳感器機(jī)械剛度的制約，在同樣的條件下傳感敏

30、感芯體受機(jī)械彈性區(qū)間非線性制約的最大信號(hào)輸出要比電壓型傳感器的量程大得多，其值大多需通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。一般情況下當(dāng)傳感器靈敏度高，其敏感芯體的質(zhì)量塊也就較大，傳感器的量程就相對(duì)較小。 振動(dòng)測(cè)量傳感器的選擇傳感器的測(cè)量頻率范圍 傳感器的頻率測(cè)量范圍是指?jìng)鞲衅髟谝?guī)定的頻率響應(yīng)幅值誤差內(nèi)（5%, 10%, 3dB）傳感器所能測(cè)量的頻率范圍。頻率范圍的高，低限分別稱為高，低頻截至頻率。截至頻率與誤差直接相關(guān)，所允許的誤差范圍大則其頻率范圍也就寬。作為一般原則，傳感器的高頻響應(yīng)取決于傳感器的機(jī)械特性，而低頻響應(yīng)則由傳感器和后繼電路的綜合電參數(shù)所決定。高頻截止頻率高的傳感器必然是體積小，重量輕，反之用于低頻

31、測(cè)量的高靈敏度傳感器相對(duì)來(lái)說(shuō)則一定體積大和重量重。 傳感器的高頻測(cè)量指標(biāo)通常由高頻截止頻率來(lái)確定，而一定截止頻率與對(duì)應(yīng)的幅值誤差相聯(lián)系，所以傳感器選用時(shí)不能只看截至頻率，必須了解對(duì)應(yīng)的幅值誤差值。傳感器的頻率幅值誤差小不僅使測(cè)量精度提高，更重要的是體現(xiàn)了傳感器制造過(guò)程中控制安裝精度偏差的能力。另外由于測(cè)量對(duì)象的振動(dòng)信號(hào)頻帶較寬，或傳感器的固有諧振頻率不夠高，因而被激發(fā)的諧振信號(hào)波可能會(huì)疊加在測(cè)量頻帶內(nèi)的信號(hào)上，造成較大的測(cè)量誤差。所以在選擇傳感器的高頻測(cè)量范圍時(shí)除高頻截至頻率外，還應(yīng)考慮諧振頻率對(duì)測(cè)量信號(hào)的影響，當(dāng)然這種測(cè)量頻段外的信號(hào)也可通過(guò)在測(cè)量系統(tǒng)中濾波器給予消除。 振動(dòng)測(cè)量傳感器的選擇

32、傳感器高頻測(cè)量范圍 第三部分振動(dòng)的激勵(lì)與激振設(shè)備在測(cè)量機(jī)械設(shè)備或結(jié)構(gòu)的振動(dòng)力學(xué)參量或動(dòng)態(tài)性能，如固有頻率、阻尼、剛度、響應(yīng)和模態(tài)等時(shí)，需要對(duì)被測(cè)對(duì)象施加一定的外力，讓其作受迫振動(dòng)或自由振動(dòng)，以便獲得相應(yīng)的激勵(lì)及其響應(yīng)。激勵(lì)方式通?？梢苑譃榉€(wěn)態(tài)正弦激振 、瞬態(tài)激振和隨機(jī)激振三種。 振動(dòng)的激勵(lì)與激振設(shè)備穩(wěn)態(tài)正弦激振 穩(wěn)態(tài)正弦激振是最普遍的激振方法，它是借助激振設(shè)備對(duì)被測(cè)對(duì)象施加一個(gè)頻率可控的簡(jiǎn)諧激振力。穩(wěn)態(tài)正弦激振頻率改變有兩種方式，即線性掃頻和對(duì)數(shù)掃頻，對(duì)于被測(cè)結(jié)構(gòu)關(guān)心固有頻率范圍不大的情形，采用線性掃頻；對(duì)于關(guān)心固有頻率范圍較大的情形，采用對(duì)數(shù)掃頻。 掃頻速度的控制：頻率的變化要盡可能慢，以使

33、系統(tǒng)響應(yīng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。在共振區(qū)附近，頻率改變要小，而在非共振區(qū)，頻率改變可以多一些。這對(duì)于小阻尼系統(tǒng)尤為重要。穩(wěn)態(tài)正弦激振其優(yōu)點(diǎn)是激振功率大，能量集中、 信噪比高，能保證響應(yīng)測(cè)試的精度；信號(hào)的頻率和幅值易于控制；激勵(lì)的能量級(jí)不同時(shí)，在非線性結(jié)構(gòu)中將產(chǎn)生不同的頻率響應(yīng)函數(shù)，因而能檢測(cè)出系統(tǒng)的非線性程度；采用適調(diào)多點(diǎn)激勵(lì)時(shí)，在模態(tài)實(shí)驗(yàn)中可以直接得到頻域數(shù)據(jù)。其缺點(diǎn)是：需逐個(gè)測(cè)量各個(gè)頻率點(diǎn)上的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，測(cè)試周期長(zhǎng)，特別是小阻尼結(jié)構(gòu)，更加明顯；不能通過(guò)平均消除系統(tǒng)非線性因素的影響；容易產(chǎn)生泄漏誤差。瞬態(tài)激振 瞬態(tài)激振為對(duì)被測(cè)對(duì)象施加一個(gè)瞬態(tài)變化的力，是一種寬帶激勵(lì)方法。常用的激勵(lì)方式有以下幾種： （1

34、）快速正弦掃描激振（2）脈沖激振 （3）階躍（張弛）激振（1）快速正弦掃描激振 激振信號(hào)由信號(hào)發(fā)生器供給，其 頻率可調(diào)，激振力為正弦力。但 信號(hào)發(fā)生器能夠作快速掃描，激 振信號(hào)頻率在掃描周期T內(nèi)成線 性增加，而幅值保持不變?？焖僬覓呙杓ふ窳π盘?hào)的函數(shù) 表達(dá)式為：瞬態(tài)激振（1）快速正弦掃描激振該激勵(lì)方式能在兩極限頻率之間產(chǎn)生一平直譜，而在極限頻率之外，譜幅為零，即矩形頻譜 幅值頻譜在起始頻率 與終了頻率 處有明顯的躍遷，基本上呈矩形，頻譜曲線的平均值上疊加的小波幅與 成正比，這種激勵(lì)可以很方便地選定和準(zhǔn)確控制所需的激振頻率范圍。瞬態(tài)激振（1）快速正弦掃描激振其優(yōu)點(diǎn)是：可消除泄漏誤差，信噪比好，

35、測(cè)試速度快，容易控制激勵(lì)的頻率含量等。其缺點(diǎn)是：為控制猝發(fā)時(shí)間，需特殊硬件，不能消除結(jié)構(gòu)非線性因素的影響。瞬態(tài)激振（2）脈沖激振 脈沖激振是用一個(gè)裝有傳感器的錘子（又稱脈沖錘）敲擊被測(cè)對(duì)象，對(duì)被測(cè)對(duì)象施加一個(gè)力脈沖，同時(shí)測(cè)量激勵(lì)和被測(cè)對(duì)象。脈沖的形成及有效頻率取決于脈沖的持續(xù)時(shí)間。而持續(xù)時(shí)間則取決于錘端的材料，材料越硬，持續(xù)時(shí)間越小，則頻率范圍越大。其優(yōu)點(diǎn)是：脈沖錘激振設(shè)備簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，使用方便，對(duì)工作環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)， 特別適應(yīng)于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試；激勵(lì)頻率成分與能量可大致控制，試驗(yàn)周期短，無(wú)泄漏。瞬態(tài)激振（2）脈沖激振 缺點(diǎn)是：信噪比 較差，特別是對(duì)大型結(jié)構(gòu)，激勵(lì)能量往往不足以激起足夠大的響應(yīng)信號(hào)。

36、 且在著力點(diǎn)位置、力的大小、方向的控制等方面，需要熟練的技巧，否則會(huì)產(chǎn)生很大的隨機(jī)誤差。瞬態(tài)激振（3）階躍（張弛）激振 階躍激振是通過(guò)突加或突卸力載荷（或位移）實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的瞬態(tài)激勵(lì)。如使用一根剛度大、重量輕的繩索拉緊被測(cè)結(jié)構(gòu)某一部分，突然釋放繩索中的拉力，就會(huì)形成系統(tǒng)的一個(gè)階躍激勵(lì)。階躍激勵(lì)的特點(diǎn)是能給結(jié)構(gòu)輸入很大的能量，但激勵(lì)中高頻成分較少，一般只能激勵(lì)出系統(tǒng)的低階主振動(dòng)。階躍激振屬于寬帶激振， 適用于大型、重型結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析在建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)測(cè)試中被普遍應(yīng)用。階躍激振一般是在其它激勵(lì)很難實(shí)現(xiàn)時(shí)采用，并非一種常用且優(yōu)選的激勵(lì)方式瞬態(tài)激振隨機(jī)激振隨機(jī)激振是一種寬帶激振，一般用純隨機(jī)、偽隨機(jī)或猝發(fā)

37、隨機(jī)信號(hào)為激勵(lì)信號(hào)。 1、 純隨機(jī)信號(hào)：一般由模擬電子噪聲發(fā)生器產(chǎn)生，經(jīng)低通濾波 成為限帶白噪聲，在給定頻帶內(nèi)具有均勻連續(xù)譜，可以同時(shí)激勵(lì)該頻帶內(nèi)所有模態(tài)。 白噪聲的自相關(guān)函數(shù)是一個(gè)單位脈沖函數(shù)，即除=0 處以外，自相關(guān)函數(shù)等于零，在=0 時(shí)，自相關(guān)函數(shù)為無(wú)窮大，而其自功率譜密度函數(shù)幅值恒為1。 實(shí)際測(cè)試中，當(dāng)白噪聲通過(guò)功放并控制激振器時(shí)，由于功放和激振 器的通頻帶是有限的，所以實(shí)際的激振力頻譜不能在整個(gè)頻率域中保持恒值，但如果在比所關(guān)心的有用頻率范圍寬得多的頻域內(nèi)具有相等的功率密度時(shí)，仍可視為白噪聲信號(hào)。隨機(jī)激振純隨機(jī)信號(hào)優(yōu)點(diǎn)是：可以經(jīng)過(guò)多次平均消除噪聲干擾和非線性因素的影響，得到線性估算較

38、好的頻響函數(shù)；測(cè)試速度快，可做在線識(shí)別。其缺點(diǎn)是：容易產(chǎn)生泄漏，雖然可以加窗控制，但會(huì)導(dǎo)致分辨率的降低，特別是小阻尼系統(tǒng)；激振力譜難以控制隨機(jī)激振2、偽隨機(jī)信號(hào)：將白噪聲在時(shí)間T（單位為s）內(nèi)截?cái)?，然后按周期T重復(fù)，即形成偽隨機(jī)信號(hào)。 偽隨機(jī)信號(hào)自相關(guān)函數(shù)與白噪聲的自相關(guān)函數(shù)相似，但由于它有一個(gè)重復(fù)周期T，它的自相關(guān)函數(shù) Rx(t)在 =0, T, 2T,.以及-T, - 2T,. 各點(diǎn)取值為a2 ，而在其余各點(diǎn)之值均為零。 偽隨機(jī)信號(hào)激勵(lì)方法，既具有純隨機(jī)信號(hào)的真實(shí)性，又因?yàn)橛幸欢ǖ闹芷谛?，在?shù)據(jù)處理中避免了統(tǒng)計(jì)誤差。隨機(jī)激振偽隨機(jī)信號(hào)優(yōu)點(diǎn)是：激勵(lì)信號(hào)的大小和頻率成分易于控制，測(cè)試速度快；如

39、果分析儀的采樣周期等于偽隨機(jī)信號(hào)周期的整數(shù)倍，就可以消除泄漏誤差。其缺點(diǎn)是：抗干擾能力差；由于信號(hào)的嚴(yán)格重復(fù)性，不能采用多次平均來(lái)減少噪聲干擾和測(cè)試結(jié)構(gòu)非線性因素的影響。隨機(jī)激振3、猝發(fā)隨機(jī)信號(hào)：只在測(cè)量周期的初始一段時(shí)間輸出信號(hào)，其占用時(shí)間可任意調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同阻尼的結(jié)構(gòu)。 與連續(xù)隨機(jī)信號(hào)作為激勵(lì)源不同的是，猝發(fā)隨機(jī)激勵(lì)時(shí)，能保證一個(gè)測(cè)量窗的響應(yīng)信號(hào)完全由同一測(cè)量窗的激勵(lì)信號(hào)引起，輸入與輸出相干性較好。而連續(xù)隨機(jī)信號(hào)激勵(lì)時(shí)，下一個(gè)測(cè)量窗的響應(yīng)信號(hào)可能有一部分是由上一個(gè)測(cè)量窗的激勵(lì)信號(hào)引起。 猝發(fā)隨機(jī)信號(hào)具有周期隨機(jī)信號(hào)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，既具周期性，有具隨機(jī)性，同時(shí)有具瞬態(tài)性，測(cè)試速度較偽隨機(jī)要快，

40、是一種優(yōu)良的激勵(lì)信號(hào)。其缺點(diǎn)是：為了控制猝發(fā)時(shí)間，需增加特殊硬件設(shè)備。激振設(shè)備常用的激振器有電動(dòng)式、電磁式和電液式三種，此外還有用于小型、薄壁結(jié)構(gòu)的壓電晶體激振器、高頻激振的磁致伸縮激振器和高聲強(qiáng)激振器等。激振設(shè)備的分類按使用方式振動(dòng)臺(tái) 機(jī)械式、電動(dòng)式、液壓式激振器 機(jī)械式、電動(dòng)式、液壓式分布力集中力按工作原理機(jī)械式、電動(dòng)式、液壓式、壓電式、磁吸式按振動(dòng)方向單方向 垂直、水平、扭轉(zhuǎn) 一維振動(dòng)多方向 垂直、水平 二維平面或三維空間振動(dòng)按振動(dòng)波形簡(jiǎn)諧振動(dòng)、沖擊振動(dòng)、隨機(jī)振動(dòng)、任意波形振動(dòng)激振設(shè)備的基本特性參數(shù)1、最大激振力2、最大負(fù)荷3、最大空載和滿載加速度4、最大位移和最大速度5、使用頻率范圍6

41、、失真度7、臺(tái)面的均勻度8、臺(tái)面的橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)械式振動(dòng)臺(tái)與激振器1、直接驅(qū)動(dòng)式當(dāng)它們的主軸由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，臺(tái)面即產(chǎn)生確定的振動(dòng)臺(tái)面是由主軸經(jīng)過(guò)一個(gè)機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動(dòng)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 正弦機(jī)構(gòu)凸輪頂桿機(jī)構(gòu)臺(tái)面的位移機(jī)械式振動(dòng)臺(tái)與激振器振幅的大小由偏心距確定振動(dòng)頻率由偏心輪回轉(zhuǎn)速度確定轉(zhuǎn)速是可調(diào)的頻率范圍窄，下限頻率決定于調(diào)速機(jī)構(gòu)在低速時(shí)穩(wěn)定程度，上限頻率受軸承磨損等因素的影響，不會(huì)太高，一般在50-60赫茲。輸出波形較差直接驅(qū)動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)的特點(diǎn)2、離心式振動(dòng)臺(tái)工作原理試驗(yàn)物體臺(tái)面臺(tái)體兩個(gè)轉(zhuǎn)軸通過(guò)一對(duì)齒輪齒和，并由電機(jī)帶動(dòng)以相等的角速度、相反的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動(dòng)，每一軸上有一質(zhì)量為m、偏心距為e的偏心塊，每一偏心塊就

42、有一離心力作用在轉(zhuǎn)軸上，如果兩偏心塊的相對(duì)位置配置的好，則兩個(gè)力的水平分力相互平衡，而垂直分力合成為一合力，若轉(zhuǎn)軸以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，則合力呈簡(jiǎn)諧變化，這個(gè)力通過(guò)激振器的外殼作用于被試驗(yàn)的物體上。激振力的大小機(jī)械式振動(dòng)臺(tái)與激振器電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)組成：運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)-線圈骨架、線圈、連桿、支撐彈簧和臺(tái)面 磁路系統(tǒng)-勵(lì)磁線圈（永久磁鐵）、環(huán)形空氣隙和外殼動(dòng)圈臺(tái)面勵(lì)磁線圈磁路動(dòng)圈臺(tái)面勵(lì)磁線圈磁路動(dòng)圈臺(tái)面勵(lì)磁線圈磁路芯桿abc電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)工作原理：利用帶電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)力的作用而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。當(dāng)由勵(lì)磁電源供以直流電流后，就在磁路的環(huán)形氣隙中形成一個(gè)強(qiáng)大的恒定磁場(chǎng)，信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生交變信號(hào)，經(jīng)功率放大器放大后，輸入到

43、動(dòng)圈，它與磁場(chǎng)作用即產(chǎn)生一個(gè)交變的力，推動(dòng)可動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。若輸入電流呈簡(jiǎn)諧變化時(shí)，則力的大小為：電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)頻率特性 1、力學(xué)模型如圖所示，其中 和 分別為臺(tái)面和動(dòng)圈質(zhì)量 和 分別為臺(tái)面相對(duì)動(dòng)圈的剛度和阻尼系數(shù) 和 分別支撐彈簧的剛度和 阻尼系數(shù)電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)2、運(yùn)動(dòng)方程 當(dāng) 較低時(shí)，由于 ，m1和m2可看作是剛體連接，系統(tǒng)可簡(jiǎn)化為如圖a所示的單自由度系統(tǒng)，其運(yùn)動(dòng)方程為：令則有其中電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái) b當(dāng) 較高時(shí)，由于 ，可忽略，系統(tǒng)可簡(jiǎn)化為如圖b所示的兩自由度系統(tǒng)，其運(yùn)動(dòng)方程為：則有將兩種情況結(jié)合起來(lái)得振動(dòng)臺(tái)頻率特性曲線為電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)磁場(chǎng)產(chǎn)生的方式支撐彈簧驅(qū)動(dòng)線圈的阻抗特性冷卻方式特點(diǎn)：1、頻率范圍寬

44、，下限1-10Hz，上限 上萬(wàn)Hz。2、輸出加速度波形好3、輸出推力大，易調(diào)節(jié)和控制4、操作方便，可實(shí)現(xiàn)多種波形振動(dòng)5、造價(jià)高電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)-水平滑臺(tái)系列電動(dòng)式激振器結(jié)構(gòu)如圖所示，驅(qū)動(dòng)線圈7固裝在頂桿4上，并由支承彈簧1支承在殼體2中，線圈7正好位于磁極與鐵芯6的氣隙中。當(dāng)線圈7通入交變電流i時(shí)，根據(jù)磁場(chǎng)中載流體受力的原理，線圈將受到與電流i成正比的電動(dòng)力的作用，此力通過(guò)頂桿傳到被測(cè)對(duì)象，即為激振力。注意：由頂桿施加到被激對(duì)象上的激振力，不等于線圈受到的電動(dòng)力。傳動(dòng)比（電動(dòng)力與激振力之比）與激振器運(yùn)動(dòng)部分和被測(cè)對(duì)象本身的質(zhì)量剛度、阻尼等因素有關(guān)，而且還是頻率的函數(shù)。只有當(dāng)

45、激振器可動(dòng)部分質(zhì)量與被測(cè)對(duì)象的質(zhì)量相比可略去不計(jì)，且激振器與被激對(duì)象的連接剛度好，頂桿系統(tǒng)剛性也很好的情況下才可以認(rèn)為電動(dòng)力等于激振力 絕對(duì)式電動(dòng)激振器的安裝一 以下是幾種安裝方式： (1)當(dāng)要求作較高頻率的激振時(shí)，激振器用軟彈簧懸掛起來(lái)，并加上必要的配重，以盡量降低懸掛系統(tǒng)的固有頻率，使它低于激振頻率1/3以上。 (2)低頻激振時(shí)則將激振器剛性地安裝在地面或剛性很好的架子上。 (3)在很多無(wú)法找到安裝激振器的參考物場(chǎng)合，可將激振器用彈簧支撐在被激對(duì)象上。此方法僅適合用于被測(cè)對(duì)象的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)激振器質(zhì)量，且激振頻率大于激振器安裝固有頻率的振動(dòng)試驗(yàn)。 絕對(duì)式電動(dòng)激振器的安裝二 為了保證測(cè)試精度，

46、做到正確施加激振力，必須在激振器與被激對(duì)象之間用一根在激勵(lì)力方向上剛度很大而橫向剛度很小的柔性桿連接，既保證激振力的傳遞又大大減小對(duì)被激對(duì)象的附加約束。此外，一般在柔性桿的一端串聯(lián)著一力傳感器，以便能夠同時(shí)測(cè)量出激振力的幅值和相位角 1激振器 2試件 3彈簧 4柔性桿 電動(dòng)式激振器電動(dòng)式激振器電磁式激振器 電磁式激振器直接利用電磁力作激振力，常用于非接觸激振場(chǎng)合。特別是對(duì)回轉(zhuǎn)件的激振，如圖所示。一定頻率的交變信號(hào)經(jīng)功率放大器放大后，通入繞在鐵芯上的線圈中，這時(shí)在磁極附近就形成一個(gè)交變磁場(chǎng)，處在磁場(chǎng)中的磁性試驗(yàn)對(duì)象就受到交變的吸力，吸力的大小近似為：信號(hào)發(fā)生器功率放大器直流電源空氣隙磁阻鐵芯磁路

47、的磁阻氣隙與鐵芯的截面積氣隙與鐵芯材料導(dǎo)磁系數(shù)氣隙平均厚度與鐵芯磁路長(zhǎng)度線圈匝數(shù)電磁式激振器電磁式激振器渦流式不接觸激振器ab渦流式不接觸激振器電液式激振器 電液式激振器結(jié)構(gòu)原理如圖所示。 信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后，經(jīng)由電動(dòng)激振器，操縱閥和功率閥所組成的電液伺服閥2，控制油路使活塞3作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并以頂桿1去激勵(lì)被激對(duì)象。活塞端部輸入一定油壓的油，形成靜壓力p* ，對(duì)被激對(duì)象施加預(yù)載荷。用力傳感器測(cè)量交變激勵(lì)力p1和靜壓力p*。 1頂桿 2電液伺服閥 3活塞 電液式激振器 電液式激振器的優(yōu)點(diǎn)： 激振力大，行程大。但由于油液的可壓縮性和調(diào)整流動(dòng)壓力油的摩擦，使電液式激振器的高頻特性變差，一般只適

48、用于較低的頻率范圍，通常為零點(diǎn)幾Hz到數(shù)百Hz，其波形也比電動(dòng)式激振器差。此外，它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求也高，并需一套液壓系統(tǒng)，成本較高。 液壓振動(dòng)臺(tái)它的功能與特點(diǎn)：1. 實(shí)現(xiàn)正弦振動(dòng)、隨機(jī)振動(dòng)、多點(diǎn)激振及沖擊 碰撞；2. 可實(shí)現(xiàn)低頻振動(dòng)，并且推力大、防爆，因此 可以應(yīng)用于模擬地震激勵(lì)、彈藥裝填等；3. 高強(qiáng)度的鑄鋁或鑄鎂臺(tái)面，保證了振動(dòng)的均 勻和一致性，重現(xiàn)性高，避免臺(tái)面產(chǎn)生變形；4. 可實(shí)現(xiàn)大質(zhì)量、大尺寸產(chǎn)品的長(zhǎng)行程振動(dòng)試 驗(yàn)。 壓電晶體激振器工作原理：利用壓電晶體的逆壓電效應(yīng)，即在壓電晶體的兩個(gè)極化面上加交變電流時(shí)，在它的某一方向就會(huì)發(fā)生伸縮或剪切變形使用方法：用膠將壓電晶體粘帖在試驗(yàn)

49、物體表面，在它的兩個(gè)極化面上加交變電壓，當(dāng)晶體片產(chǎn)生變形時(shí)，會(huì)帶動(dòng)試件產(chǎn)生相應(yīng)的變形，這樣在試件的局部區(qū)域起激振作用，而引起整個(gè)試件的振動(dòng)特點(diǎn)： 1、激振力很小，大小與晶體片的大小及所施加的交變電 壓有關(guān)。2、僅適用于輕薄結(jié)構(gòu)3、有附加質(zhì)量和附加剛度沖擊力錘組成：由壓電力傳感器配以錘體、錘頭蓋和錘把等零件構(gòu)成產(chǎn)生的波形：半正弦波軟中硬硬中軟沖擊力錘特點(diǎn)： 1、錘頭蓋材料不同，產(chǎn)生的波形的作用時(shí)間和主瓣 頻率不同。 2、垂體質(zhì)量主要影響沖擊力幅值，對(duì)持續(xù)時(shí)間也略 有影響。 3、沖擊能量主要集中在 0-1/，主瓣頻率大約為 3/2 4、沖擊力大小一般與錘體質(zhì)量有關(guān)，錘體大，沖擊 力也約大。其它沖擊

50、試驗(yàn)臺(tái)利聲激勵(lì)用共振原理激勵(lì)爆炸法第四部分振動(dòng)參數(shù)及結(jié)構(gòu)特性參數(shù)測(cè)量現(xiàn)代力學(xué)測(cè)量技術(shù)振動(dòng)幅值的測(cè)量位移幅值速度幅值加速度幅值力的幅值機(jī)械法光測(cè)法電測(cè)法簡(jiǎn)諧振動(dòng)位移幅值的測(cè)量1、測(cè)幅尺是在一小塊白色金屬片上，畫上帶有刻度的三角形制成。使用時(shí)，將三角形按直角短邊平行于振動(dòng)方向粘帖在振動(dòng)物體上，當(dāng)振動(dòng)頻率較快時(shí)，標(biāo)尺上的三角形因視覺(jué)暫留效果看起來(lái)形成上下兩個(gè)灰色三角形，其重疊部分是一個(gè)白色三角形。簡(jiǎn)諧振動(dòng)位移幅值的測(cè)量1、測(cè)幅尺振動(dòng)幅值與測(cè)幅尺尺寸之間的關(guān)系使用限制1、頻率不能太低 f10Hz2、振幅不能太小，A 0.1mm3、上限受測(cè)幅尺尺寸限制4、單一方向應(yīng)用：機(jī)械式和電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)，振動(dòng)篩等。特

51、點(diǎn)：方便、簡(jiǎn)單、精度較差。簡(jiǎn)諧振動(dòng)位移幅值的測(cè)量2、讀數(shù)顯微鏡類型內(nèi)讀數(shù) 0.05mm(min)外讀數(shù) 0.01mm(min)當(dāng)讀數(shù)顯微鏡的放大倍數(shù)為k時(shí)，振動(dòng)幅值為在振動(dòng)物體上貼一反光線或細(xì)砂紙，并用燈照亮，當(dāng)結(jié)構(gòu)靜止時(shí)，調(diào)整顯微鏡位置，以清晰的看到許多亮點(diǎn)，當(dāng)結(jié)構(gòu)振動(dòng)時(shí)，由于視覺(jué)的暫留效果，這些亮點(diǎn)就成為許多直線。靜止時(shí)振動(dòng)時(shí)特點(diǎn)： 測(cè)量的是絕對(duì)位移測(cè)量過(guò)程：簡(jiǎn)諧振動(dòng)位移幅值的測(cè)量3、 激光位移傳感器一般激光位移計(jì)包含一發(fā)光組件及一位置傳感器（PSD)，利用入射及反射光間三角函數(shù)的關(guān)系來(lái)得到待測(cè)位移的。半導(dǎo)體激光的光源經(jīng)過(guò)透鏡將光束聚焦在待測(cè)物體上，待測(cè)物反射光經(jīng)接收透鏡聚焦于位置傳感器上

52、形成一光點(diǎn)，此光點(diǎn)位置隨待測(cè)物位置改變而改變。感測(cè)頭有兩種，鏡面反射式與散光式。一般鏡面反射式用于反光良好或量測(cè)距離較近的待測(cè)物上，因?yàn)檫@種情況下入射角與反射角相等。散射式則用于距離較遠(yuǎn)或較粗燥的量測(cè)面上。傳統(tǒng)的PSD是測(cè)量投射到光點(diǎn)的位置，取其中心點(diǎn)為測(cè)量點(diǎn)，但由于光點(diǎn)的亮度分布并不是均勻的，取中心點(diǎn)的演算結(jié)果與實(shí)際位移誤差較大，因此，現(xiàn)在新型的CCD傳感器采用光點(diǎn)中最亮的點(diǎn)為測(cè)量點(diǎn)，其測(cè)量精度較傳統(tǒng)的PSD要高。簡(jiǎn)諧振動(dòng)位移幅值的測(cè)量4、電渦流位移傳感器5、速度傳感器6、加速度傳感器振動(dòng)物體傳感器前置放大器測(cè)振儀已知靈敏度如則振動(dòng)位移為振動(dòng)物體傳感器放大器頻率計(jì)測(cè)量放大器積分或微分簡(jiǎn)諧振動(dòng)

53、頻率測(cè)量1、頻率計(jì)（直讀法）振動(dòng)物體傳感器放大器頻率計(jì)2、李莎育圖形法振動(dòng)物體傳感器放大器信號(hào)發(fā)生器簡(jiǎn)諧振動(dòng)頻率測(cè)量3、圖形法記憶示波器振動(dòng)物體傳感器放大器示波器振動(dòng)物體傳感器放大器記錄儀信號(hào)發(fā)生器記錄儀復(fù)雜振動(dòng)頻率測(cè)量頻譜分析法振動(dòng)物體傳感器放大器分析儀分析儀的設(shè)置 頻率范圍 輸入量程與輸入耦合方式 窗函數(shù) 測(cè)量?jī)?nèi)容及坐標(biāo)結(jié)構(gòu)固有特性參數(shù)測(cè)量-自由衰減法1、測(cè)量過(guò)程系統(tǒng)激勵(lì)2、測(cè)量?jī)x器與測(cè)量系統(tǒng)振動(dòng)物體傳感器放大器記錄儀信號(hào)發(fā)生器此法的核心：記錄時(shí)間歷程曲線結(jié)構(gòu)固有特性參數(shù)測(cè)量-自由衰減法3、激勵(lì)1）初位移法：加一力或一力偶，使系統(tǒng)產(chǎn)生初位移或初始轉(zhuǎn)角 后，突然卸力（一階固有頻率測(cè)量）2）敲

54、擊法：用力錘或其它施力工具（注意頻率范圍、敲擊點(diǎn)）4、響應(yīng)以單自由度系統(tǒng)為例結(jié)構(gòu)固有特性參數(shù)測(cè)量-自由衰減法5、時(shí)間歷程結(jié)構(gòu)固有特性參數(shù)測(cè)量-自由衰減法6、固有頻率和阻尼比測(cè)量固有頻率阻尼比：測(cè)出圖中 Ai 和 Ai+m 幅值,求減幅系數(shù)對(duì)數(shù)減幅則由于結(jié)構(gòu)固有特性參數(shù)測(cè)量-共振法1、原理與方法 通過(guò)激振器給結(jié)構(gòu)施加一簡(jiǎn)諧激振力，使其產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)，然后連續(xù)改變激振力的頻率，當(dāng)激勵(lì)頻率與結(jié)構(gòu)固有頻率相近時(shí)，結(jié)構(gòu)即產(chǎn)生共振（幅值出現(xiàn)極值），逐步調(diào)節(jié)激勵(lì)頻率，同時(shí)測(cè)量各頻率點(diǎn)的振動(dòng)幅值，繪出幅頻特性曲線，曲線上各峰值點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的頻率就是各階固有頻率。此法適用與各階固有頻率相隔較遠(yuǎn)的輕阻尼結(jié)構(gòu)。2、測(cè)量?jī)x

55、器 激勵(lì)系統(tǒng)：正弦信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、激振器 測(cè)量系統(tǒng)：傳感器、放大器、示波器、頻率計(jì)、測(cè)振儀結(jié)構(gòu)固有特性參數(shù)測(cè)量-共振法3、固有頻率的測(cè)量 固有頻率與共振頻率的區(qū)別1）固有頻率是由結(jié)構(gòu)固有參數(shù)和邊界條件決定的，與激勵(lì)方式無(wú)關(guān)。2）共振頻率指結(jié)構(gòu)共振時(shí)的強(qiáng)迫振動(dòng)頻率。3）系統(tǒng)的每階固有頻率分別對(duì)應(yīng)多個(gè)共振頻率各階固有頻率位移共振頻率速度共振頻率加速度共振頻率結(jié)構(gòu)固有特性參數(shù)測(cè)量-共振法 固有頻率與共振頻率的關(guān)系以單自由度系統(tǒng)為例，當(dāng)系統(tǒng)受到作用力則令由結(jié)構(gòu)固有特性參數(shù)測(cè)量-共振法功放信號(hào)源放大器放大器放大器放大器測(cè)振儀示波器放大器頻率計(jì)激振器1、2、3 位移傳感器，4-力傳感器 固有頻率的

56、測(cè)量共振的判別（1）幅值判別法在激振功率輸出不變的情況下，由低到高調(diào)節(jié)激振器的激振頻率，通過(guò)振動(dòng)曲線，可以觀察到在某一頻率下，任一振動(dòng)量（位移、速度、加速度）幅值迅速增加，而最大幅值所對(duì)應(yīng)的頻率就是結(jié)構(gòu)的某階共振頻率，在小阻尼情況下，該頻率近似等于固有頻率，但在阻尼較大的情況下，不同的測(cè)量方法測(cè)量出的共振頻率稍有差別，不同類型的振動(dòng)量對(duì)振幅變化敏感程度不一樣。結(jié)構(gòu)固有特性參數(shù)測(cè)量-共振法共振的判別（2）相位判別法 相位判別是根據(jù)共振時(shí)特殊的相位值以及共振前后相位變化規(guī)律所提出來(lái)的一種共振判別法。在簡(jiǎn)諧力激振的情況下，用相位法來(lái)判定共振是一種較為敏感的方法，而且共振時(shí)的頻率就是系統(tǒng)的無(wú)阻尼固有頻

57、率，可以排除阻尼因素的影響。 激振信號(hào)為： 位移信號(hào)為： 速度信號(hào)為： 加速度信號(hào)為：結(jié)構(gòu)固有特性參數(shù)測(cè)量-共振法位移信號(hào)為：共振時(shí)，=n，力信號(hào)和位移信號(hào)的相位差為/2，根據(jù)利薩如圖原理可知，屏幕上的圖象將是一個(gè)正橢圓。當(dāng)略大于n或略小于n時(shí)，圖象都將由正橢圓變?yōu)樾睓E圓，其變化過(guò)程如下圖所示。因此圖象由斜橢圓變?yōu)檎龣E圓的頻率就是振動(dòng)體的固有頻率。n 將激振信號(hào)輸入到示波器的x軸，位移傳感器輸出信號(hào)輸入y軸，此時(shí)兩通道的信號(hào)分別為：激振信號(hào)為：（一）位移判別法結(jié)構(gòu)固有特性參數(shù)測(cè)量-共振法（二）速度判別法將激振信號(hào)輸入到示波器的x軸，速度傳感器輸出信號(hào)輸入到y(tǒng)軸，此時(shí)兩通道的信號(hào)分別為： 激振信

58、號(hào)為： 速度信號(hào)為：共振時(shí)，=n，x軸信號(hào)和y軸信號(hào)的相位差為0，根據(jù)利薩如圖原理可知，屏幕上的圖象將是一條直線。當(dāng)略大于n或略小于n時(shí)，圖象都將由直線變?yōu)樾睓E圓，其變化過(guò)程如下圖所示。因此圖象由斜橢圓變?yōu)橹本€的頻率就是振動(dòng)體的固有頻率。 n結(jié)構(gòu)固有特性參數(shù)測(cè)量-共振法n（三）加速度判別法將激振信號(hào)輸入到示波器的x軸，加速度傳感器輸出信號(hào)輸入到y(tǒng)軸，此時(shí)兩通道的信號(hào)分別為： 激振信號(hào)為： 加速度信號(hào)為：共振時(shí)，=n，x軸信號(hào)和y軸信號(hào)的相位差為/2，根據(jù)利薩如圖原理可知，屏幕上的圖象將是一個(gè)正橢圓。當(dāng)略大于n或略小于n時(shí)，圖象都將由正橢圓變?yōu)樾睓E圓，其變化過(guò)程如下圖所示。因此圖象由斜橢圓變?yōu)檎?/p>

59、橢圓的頻率就是振動(dòng)體的固有頻率。 結(jié)構(gòu)固有特性參數(shù)測(cè)量-共振法4、阻尼比的測(cè)量1）半功率點(diǎn)法首先激勵(lì)系統(tǒng)使其處在共振狀態(tài)，記錄該狀態(tài)時(shí)的振動(dòng)幅值 和共振頻率 ，再計(jì)算 ，分別往高和往低方向調(diào)節(jié)激勵(lì)頻率，讀取響應(yīng)幅值為 時(shí)所對(duì)應(yīng)的激勵(lì)頻率 和 ，利用下面公式計(jì)算阻尼比2）自由衰減法當(dāng)系統(tǒng)處在某階共振狀態(tài)時(shí)，突然卸力，系統(tǒng)將按該階固有振動(dòng)進(jìn)行衰減，記錄衰減時(shí)間歷程曲線后，由波形參數(shù)計(jì)算阻尼比結(jié)構(gòu)固有特性參數(shù)測(cè)量-共振法3）共振頻率法在振動(dòng)系統(tǒng)上安裝位移、速度，或速度、加速度傳感器，分別測(cè)出其共振頻率，由注意：當(dāng)阻尼遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1時(shí)，此法不好用，因?yàn)槿哳l率相差不太 大，不好測(cè)準(zhǔn)，必須采用精密儀器結(jié)構(gòu)固

60、有特性參數(shù)測(cè)量-共振法4）放大系數(shù)法在正弦激勵(lì)下，系統(tǒng)的動(dòng)力放大系數(shù)為當(dāng)共振時(shí)測(cè)量方法：首先調(diào)節(jié)激勵(lì)頻率使系統(tǒng)達(dá)到共振狀態(tài)，測(cè)出系統(tǒng)響應(yīng)的最 大位移 ，再用相同力幅的靜力 作用在系統(tǒng)同一激勵(lì) 點(diǎn) 上，測(cè)出同一響應(yīng)點(diǎn)的靜變形，即可計(jì)算出阻尼比結(jié)構(gòu)固有特性參數(shù)測(cè)量-共振法5、振型的測(cè)量當(dāng)系統(tǒng)處在共振狀態(tài)時(shí)，測(cè)量各響應(yīng)點(diǎn)的幅值（測(cè)量點(diǎn)應(yīng)盡可能多些），并利用李莎育圖形法測(cè)量各響應(yīng)點(diǎn)之間的相位差，畫出振型圖即可功放信號(hào)源放大器放大器放大器放大器測(cè)振儀示波器放大器頻率計(jì)激振器1、2、3 位移傳感器，4-力傳感器結(jié)構(gòu)固有特性參數(shù)測(cè)量-模態(tài)分析法1、模態(tài)分析 模態(tài)分析是在假定實(shí)際結(jié)構(gòu)可以運(yùn)用所謂“模態(tài)模型”來(lái)