實(shí)驗(yàn)一 簡(jiǎn)諧振動(dòng)幅值測(cè)量試驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)一簡(jiǎn)諧振動(dòng)幅值測(cè)量試驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解并掌握簡(jiǎn)諧振動(dòng)信號(hào)位移、速度、加速度幅值之間的關(guān)系。2、學(xué)會(huì)用速度傳感器測(cè)量簡(jiǎn)諧振動(dòng)位移、速度、加速度的幅值。3、正確理解和分析各種計(jì)算值與測(cè)試值之間的誤差及其產(chǎn)生的原因。二實(shí)驗(yàn)原理振動(dòng)體的位移、速度、加速度是系統(tǒng)振動(dòng)的重要參數(shù)，正確測(cè)試其值對(duì)探索振動(dòng)參量之 間關(guān)系、全面了解和掌握振動(dòng)規(guī)律有著重要的作用。它們的值可用位移傳感器、速度傳感器 或加速度傳感器來直接測(cè)取，也可根據(jù)位移、速度、加速度的關(guān)系，用一種傳感器來進(jìn)行測(cè) 量，或者利用測(cè)振儀的微分、積分電路來測(cè)量。對(duì)于位移、速度、加速度三個(gè)振動(dòng)參量，只要知道其中一個(gè)，就可以通過微分和積分變 換求出另外兩

2、個(gè)振動(dòng)參量。在工程實(shí)踐中，對(duì)有的參量，由于受條件限制無法測(cè)得時(shí)，可以 通過參量變換求得。另外，當(dāng)三個(gè)振動(dòng)參量的時(shí)間過程都測(cè)得時(shí)，可以通過參數(shù)變換進(jìn)行相 互檢驗(yàn)。將實(shí)測(cè)波形與參數(shù)變換得到的波形比較，進(jìn)一步分析測(cè)量精度和誤差范圍，為測(cè)試 波形的基線修正和測(cè)試結(jié)果的修正提供條件。設(shè)某一簡(jiǎn)諧振動(dòng)其固有園頻率為n，初相位為中0，該振動(dòng)的位移、速度、加速度分別 計(jì)為x、 v、 a。若(1-1)x = B sin（ +甲 0）則(1-2)v = x = B cos（ +中）=B sin（ +中 + 2）(1-3)a = X = -B 2 sin（ +中。）=B2 sin（ +中0 +兀）由（1-1）（1-3

3、）式可知，速度v、加速度a是與位移x具有相同頻率的簡(jiǎn)諧振動(dòng)， 但是其相位角分別超前兀/2或兀。如果已知加速度a，也可以通過積分求得速度v及位移x 變化規(guī)律。位移x、速度v和加速度a的相應(yīng)的幅值分別記為B、V、A，則其幅值關(guān)系為V = 8氣=2兀 f B（1-4）A = Bs 2 = 4 兀 2 f 2 B（1-5）上式中：f為簡(jiǎn)諧振動(dòng)的頻率。本實(shí)驗(yàn)主要由激振信號(hào)源通過電動(dòng)式激振器對(duì)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的簡(jiǎn)支梁施加諧激振，用速 度傳感器測(cè)量簡(jiǎn)支梁上某一位置在不同激振頻率條件下的振動(dòng)響應(yīng)的位移、速度和加速度的 幅值，這相當(dāng)于測(cè)量簡(jiǎn)支梁在諧激振作用下該位置的穩(wěn)態(tài)振動(dòng)響應(yīng)的位移、速度和加速度的 幅值。并且應(yīng)用

4、（1-4）和（1-5）式對(duì)每一頻率下的三種不同幅值進(jìn)行相應(yīng)理論計(jì)算，然后 與儀器實(shí)測(cè)的對(duì)應(yīng)結(jié)果進(jìn)行比較，分析其相應(yīng)誤差。三儀器和設(shè)備（1）SJF-3型激振信號(hào)源；（2）JZ-1型電動(dòng)式激振器；（3）SCZ2-3型雙通道測(cè)振儀；（4）ZG-1型磁電式振動(dòng)速度傳感器；（5）簡(jiǎn)支梁機(jī)械振動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架。實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備裝置框圖見圖1-1所示。圖1-1實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備裝配框圖四、結(jié)果與分析（一）數(shù)據(jù)記錄將位移、速度、加速度幅值的實(shí)測(cè)結(jié)果填入表1-1。（二）幅值計(jì)算實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果記錄表表1-1序號(hào)頻率 f(Hz)位移B （um）速度 V (cm/s)加速度A （cm/s）實(shí)測(cè)值實(shí)測(cè)值誤差%實(shí)測(cè)值誤差%理論值理論值實(shí)測(cè)值誤差%實(shí)測(cè)值實(shí)測(cè)值誤差%理論值理論值實(shí)測(cè)值誤差%實(shí)測(cè)值誤差%實(shí)測(cè)值理論值理論值1、測(cè)試位移幅值B及頻率f值，由（1-4）和（1-5）式計(jì)算速度幅值V與加速度幅值A(chǔ)。2、測(cè)試速度幅值V及頻率f值，由（1-4）和（1-5）式計(jì)算位移幅值B與加