機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第7章振動(dòng)測(cè)試課件

第七章振動(dòng)的測(cè)試

本章學(xué)習(xí)要求：1.了解慣性式傳感器的力學(xué)模型2.掌握測(cè)振傳感器、激振設(shè)備及激振信號(hào)3.掌握振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)及其標(biāo)定第七章振動(dòng)的測(cè)試本章學(xué)習(xí)要求：1.了解慣性式傳感器的力學(xué)11、機(jī)械振動(dòng)定義物體在一定位置附近所做的周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)。2、機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的物理原因機(jī)械在運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)件的不平衡、負(fù)載的不均勻、間隙、潤(rùn)滑不良、支撐松動(dòng)等因素，產(chǎn)生各種振動(dòng)。3、振動(dòng)測(cè)試的研究?jī)?nèi)容

測(cè)量設(shè)備運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)參量，了解被測(cè)對(duì)象的振動(dòng)狀態(tài)，尋找振源；對(duì)設(shè)備激振，測(cè)試其受迫振動(dòng)，以求得被測(cè)對(duì)象的動(dòng)態(tài)性能，如固有頻率、阻尼、機(jī)械阻抗等。7.1概述1、機(jī)械振動(dòng)定義7.1概述2利：鐘表、振動(dòng)篩、振動(dòng)沉樁機(jī)等。

4、振動(dòng)的利弊利：鐘表、振動(dòng)篩、振動(dòng)沉樁機(jī)等。4、振3

弊：磨損，減少壽命，影響強(qiáng)度；引起噪聲，影響勞動(dòng)條件；消耗能量，降低精度等。弊：磨損，減少壽命，影響強(qiáng)度；47.2單自由度系統(tǒng)的受迫振動(dòng)一、慣性式測(cè)振傳感器的力學(xué)模型與特性分析1、質(zhì)量塊受力所引起的受迫振動(dòng)7.2單自由度系統(tǒng)的受迫振動(dòng)一、慣性式測(cè)振傳感器的力學(xué)模型5位移共振：速度共振：加速度共振：共振時(shí)位移相位始終落后于激振力90位移共振：62、由基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)所引起的受迫振動(dòng)

質(zhì)量塊

m的相對(duì)位移為：Z01=Z0-Z1單自由度系統(tǒng)的基礎(chǔ)激勵(lì)Z1基礎(chǔ)絕對(duì)位移Z0質(zhì)量塊絕對(duì)位移2、由基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)所引起的受迫振動(dòng)質(zhì)量塊m的相對(duì)位移為7基礎(chǔ)激勵(lì)時(shí)，以質(zhì)量塊對(duì)基礎(chǔ)的相對(duì)位移為響應(yīng)時(shí)的頻率響應(yīng)特性

當(dāng)激振頻率遠(yuǎn)高于固有頻率時(shí)，接近于1。這表明質(zhì)量塊和基礎(chǔ)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)（輸出）和基礎(chǔ)的振動(dòng)（輸入）近于相等，說(shuō)明質(zhì)量塊在慣性坐標(biāo)中幾乎處于靜止?fàn)顟B(tài)。位移測(cè)量單自由度系統(tǒng)的基礎(chǔ)激勵(lì)輸入：基礎(chǔ)絕對(duì)位移Z1輸出：質(zhì)量塊相對(duì)位移Z01基礎(chǔ)激勵(lì)時(shí)，以質(zhì)量塊對(duì)基礎(chǔ)的相對(duì)位移為響應(yīng)時(shí)的頻率響應(yīng)特性8基礎(chǔ)激勵(lì)時(shí)，以質(zhì)量塊對(duì)基礎(chǔ)的相對(duì)速度為響應(yīng)時(shí)的頻率響應(yīng)特性當(dāng)時(shí)，質(zhì)量塊在絕對(duì)空間近乎靜止，質(zhì)量塊和被測(cè)物之間的相對(duì)速度（輸出）和被測(cè)物的絕對(duì)速度（輸入）近于相等。速度測(cè)量單自由度系統(tǒng)的基礎(chǔ)激勵(lì)輸入：基礎(chǔ)絕對(duì)速度V1輸出：質(zhì)量塊相對(duì)速度V01磁電式速度計(jì)：V1→V01→e基礎(chǔ)激勵(lì)時(shí)，以質(zhì)量塊對(duì)基礎(chǔ)的相對(duì)速度為響應(yīng)時(shí)的頻率響應(yīng)特性當(dāng)9由基礎(chǔ)激勵(lì)引起的速度響應(yīng)圖當(dāng)時(shí)，

速度測(cè)量輸入：基礎(chǔ)絕對(duì)速度V1輸出：質(zhì)量塊相對(duì)位移Z01傳感器：V1→Z01→e由基礎(chǔ)激勵(lì)引起的速度響應(yīng)圖當(dāng)時(shí)，速度測(cè)10由基礎(chǔ)激勵(lì)引起的加速度響應(yīng)當(dāng)時(shí)，加速度測(cè)量壓電加速度傳感器：a1→Z01→F→

e輸入：基礎(chǔ)絕對(duì)加速度a1輸出：質(zhì)量塊相對(duì)位移Z01由基礎(chǔ)激勵(lì)引起的加速度響應(yīng)當(dāng)時(shí)，加速度測(cè)量壓電加11

測(cè)振儀在不同工作狀態(tài)下，其有效工作區(qū)域是不相同的。位移傳感器的工作范圍在頻率的區(qū)域。加速度傳感器的工作范圍在頻率的區(qū)域。第一種速度傳感器的工作范圍在頻率的區(qū)域。第二種速度傳感器的工作范圍在頻率的區(qū)域。測(cè)振儀在不同工作狀態(tài)下，其有效工作區(qū)域是不相同的。12

為了完成測(cè)試任務(wù)，測(cè)試系統(tǒng)包括下述三個(gè)主要部分：激勵(lì)部分實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)系統(tǒng)的激勵(lì)（輸入），使系統(tǒng)發(fā)生振動(dòng)。它主要由激勵(lì)信號(hào)源、功率放大器和激振器組成。拾振部分檢測(cè)并放大被測(cè)系統(tǒng)的輸入、輸出信號(hào)，并將信號(hào)轉(zhuǎn)換成一定的形式（通常為電信號(hào)）。它主要由傳感器、放大器組成。

分析記錄部分將拾振部分傳來(lái)的信號(hào)記錄下來(lái)供分析處理并記下處理結(jié)果。它主要由各種記錄設(shè)備和頻譜分析設(shè)備組成。為了完成測(cè)試任務(wù)，測(cè)試系統(tǒng)包括下述三個(gè)主要部分：137.3振動(dòng)測(cè)量傳感器按是否與被測(cè)件接觸接觸式

非接觸式按所測(cè)振動(dòng)性質(zhì)絕對(duì)式相對(duì)式7.3振動(dòng)測(cè)量傳感器按是否與被測(cè)件接觸接觸式非接觸式按所14一、渦流位移傳感器非接觸測(cè)量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍大；可測(cè)振幅范圍為幾十微米到幾毫米；頻率范圍為DC～20ＫHz。

。不受油污等介質(zhì)的影響，抗干擾能力強(qiáng)。靈敏度與被測(cè)對(duì)象的電導(dǎo)率和導(dǎo)磁率有關(guān)。適用旋轉(zhuǎn)軸的徑向和軸向振動(dòng)測(cè)量。接收形式：相對(duì)式變換形式：電渦流典型頻率范圍：0~20kHz典型線(xiàn)性范圍：0~2mm典型靈敏度：8.0V/mm(對(duì)象為鋼)一、渦流位移傳感器非接觸測(cè)量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍大；可測(cè)振15軸振動(dòng)的測(cè)點(diǎn)布置軸振動(dòng)的測(cè)點(diǎn)布置16二、電容傳感器二、電容傳感器17磁電式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理，將輸入運(yùn)動(dòng)速度變換成感應(yīng)電勢(shì)輸出的傳感器。

對(duì)恒磁通磁電式傳感器而言，工作氣隙中的磁通恒定，感應(yīng)電勢(shì)是由于永久磁鐵與線(xiàn)圈之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)——線(xiàn)圈切割磁力線(xiàn)而產(chǎn)生。這類(lèi)結(jié)構(gòu)有兩種：

（a）動(dòng)圈式；（b）動(dòng)鐵式

三、磁電速度傳感器磁電式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理，將輸入運(yùn)動(dòng)速度變換成感應(yīng)電勢(shì)181—彈簧

2—?dú)んw

3—阻尼環(huán)

4—磁鋼

5—線(xiàn)圈

6—芯軸要盡量降低ωn，采用薄片式彈性元件，并配以阻尼環(huán)3加大阻尼，使阻尼比達(dá)0.6-0.7，以增加低頻段的測(cè)量范圍。屬于的受迫振動(dòng)磁電式絕對(duì)速度傳感器1—彈簧

2—?dú)んw

3—阻尼環(huán)

4—磁鋼

5—線(xiàn)圈

191—頂桿

2—彈簧片

3—磁鋼

4—線(xiàn)圈

5—引出線(xiàn)

6—?dú)んw磁電式相對(duì)速度傳感器

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，使傳感器內(nèi)部線(xiàn)圈與磁鋼產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，發(fā)出相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)。1—頂桿

2—彈簧片

3—磁鋼

4—線(xiàn)圈

5—引出線(xiàn)20四、壓電加速度傳感器接收形式：慣性式變換形式：壓電效應(yīng)典型頻率范圍：0.2Hz~10kHz線(xiàn)性范圍和靈敏度隨各種不同型號(hào)可在很大范圍內(nèi)變化。測(cè)量非轉(zhuǎn)動(dòng)部件的絕對(duì)振動(dòng)的加速度。適應(yīng)高頻振動(dòng)和瞬態(tài)振動(dòng)的測(cè)量。傳感器質(zhì)量小，可測(cè)很高振級(jí)。四、壓電加速度傳感器接收形式：慣性式測(cè)量非轉(zhuǎn)動(dòng)部件的絕對(duì)振動(dòng)21固定加速度計(jì)的方法固定加速度計(jì)的方法22

裝在激振器頂桿和試件之間。前端是力傳感器；后面為測(cè)量激振點(diǎn)響應(yīng)的加速度計(jì)。

五、阻抗頭 裝在激振器頂桿和試件之間。五、阻抗頭23

測(cè)振傳感器的合理選用⑴直接測(cè)量參數(shù)的選擇。⑵綜合考慮傳感器的頻率范圍、量程、靈敏度。⑶考慮具體使用的環(huán)境要求、價(jià)格、壽命、可靠性等因素。測(cè)振傳感器的合理選用247.4激振試驗(yàn)設(shè)備及激振信號(hào)簡(jiǎn)介對(duì)激振設(shè)備要求為被測(cè)系統(tǒng)提供輸入能量，使之發(fā)生振動(dòng)。交變力要求的頻率范圍；波形良好；幅值足夠和穩(wěn)定激振設(shè)備

振動(dòng)臺(tái)激振器力錘7.4激振試驗(yàn)設(shè)備及激振信號(hào)簡(jiǎn)介對(duì)激振設(shè)備要求激振設(shè)備25一、激振設(shè)備（1）振動(dòng)臺(tái)機(jī)械振動(dòng)臺(tái)電磁式振動(dòng)臺(tái)一、激振設(shè)備機(jī)械振動(dòng)臺(tái)電磁式振動(dòng)臺(tái)26電—液伺服振動(dòng)臺(tái)電—液伺服振動(dòng)臺(tái)27（2）激振器

電磁式激振器

電動(dòng)式激振器（2）激振器電磁式激振器電動(dòng)式激振器28（3）力錘

由錘體、手柄和可以調(diào)換的錘頭和配重組成，錘體和錘頭之間裝有一個(gè)力傳感器，以測(cè)量被測(cè)系統(tǒng)所受錘擊力的大小。錘擊力大小由錘擊質(zhì)量和錘擊被測(cè)系統(tǒng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度決定的。

激勵(lì)的頻率范圍由接觸表面剛度決定，錘頭材料越硬則脈沖的持續(xù)時(shí)間越短，上限頻率fe越高。力錘（3）力錘由錘體、手柄和可以調(diào)換的錘頭和配重組成，291、穩(wěn)態(tài)正弦激勵(lì)方法激勵(lì)信號(hào)是一個(gè)具有穩(wěn)定幅值和頻率的正弦信號(hào)，測(cè)出激勵(lì)大?。ふ窳Υ笮。┖晚憫?yīng)大小，便可求出系統(tǒng)在該頻率點(diǎn)處的頻率響應(yīng)的大小。

激勵(lì)系統(tǒng)一般由正弦信號(hào)發(fā)生器、功率放大器（恒流輸出）和激振器組成；

測(cè)量系統(tǒng)由跟蹤濾波器、峰值電壓表和相位計(jì)組成。二、常用激振信號(hào)1、穩(wěn)態(tài)正弦激勵(lì)方法二、常用激振信號(hào)30激勵(lì)信號(hào)是一種瞬態(tài)信號(hào)，它屬于一種寬頻帶激勵(lì)，即一次同時(shí)給系統(tǒng)提供頻帶內(nèi)各個(gè)頻率成份的能量，使系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)頻帶內(nèi)的頻率響應(yīng)。一種快速測(cè)試方法。常在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用。常用的瞬態(tài)激勵(lì)方法有快速正弦掃描脈沖錘擊階躍松弛激勵(lì)2、瞬態(tài)激勵(lì)激勵(lì)信號(hào)是一種瞬態(tài)信號(hào)，它屬于一種寬頻帶激勵(lì)，即一次同時(shí)給系31（1）快速正弦掃描激勵(lì)

正弦激勵(lì)信號(hào)在所需的頻率范圍內(nèi)作快速掃描(在數(shù)秒鐘內(nèi)完成)，激振信號(hào)頻率在掃描周期T內(nèi)成線(xiàn)性增加，而幅值保持恒定。掃描信號(hào)的頻譜曲線(xiàn)幾乎是一根平坦的曲線(xiàn)，從而能達(dá)到寬頻帶激勵(lì)的目的。快速正弦掃描信號(hào)及其頻譜（1）快速正弦掃描激勵(lì)正弦激勵(lì)信號(hào)在所需的頻率范圍內(nèi)作快速32（2）脈沖錘擊激勵(lì)

脈沖錘對(duì)被測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行敲擊，給系統(tǒng)施加一個(gè)脈沖力，使之發(fā)生振動(dòng)。由于錘擊力脈沖在一定頻率范圍內(nèi)具有平坦的頻譜曲線(xiàn)，所以它是一種寬頻帶的快速激勵(lì)方法。

敲擊力及其頻譜（2）脈沖錘擊激勵(lì)敲擊力及其頻譜33（3）階躍松馳激勵(lì)

特點(diǎn)：由于階躍函數(shù)的導(dǎo)數(shù)是脈沖函數(shù)，階躍函數(shù)引起的響應(yīng)的導(dǎo)數(shù)是脈沖響應(yīng)函數(shù)，所以這種方法也是一種寬頻帶激勵(lì)方法。實(shí)現(xiàn)：在實(shí)際應(yīng)用中，常常是用一根剛度很大質(zhì)量很輕的張力弦通過(guò)力傳感器對(duì)系統(tǒng)預(yù)加載，然后突然切斷張力弦。（3）階躍松馳激勵(lì)特點(diǎn)：由于階躍函數(shù)的導(dǎo)數(shù)是脈沖函數(shù)，階343、隨機(jī)激勵(lì)（1）白噪聲激勵(lì)理想的純隨機(jī)信號(hào)是具有高斯分布的白噪聲，它在整個(gè)時(shí)間歷程上是隨機(jī)的，不具有周期性，在頻率域上它是一條幾乎平坦的直線(xiàn)。

實(shí)際白噪聲的自譜3、隨機(jī)激勵(lì)實(shí)際白噪聲的自譜35

（2）偽隨機(jī)激勵(lì)

偽隨機(jī)信號(hào)是一種有周期性的隨機(jī)信號(hào)，它在一個(gè)周期內(nèi)的信號(hào)是純隨機(jī)的，但各個(gè)周期內(nèi)的信號(hào)是完全相同的。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于試驗(yàn)的可重復(fù)性。將白噪聲在T內(nèi)截?cái)?，然后按周期T反復(fù)重復(fù)，即形成偽隨機(jī)信號(hào)。（2）偽隨機(jī)激勵(lì)偽隨機(jī)信號(hào)是一種有周期性的隨機(jī)信號(hào)，36偽隨機(jī)信號(hào)及其功率譜偽隨機(jī)信號(hào)及其功率譜37頻率響應(yīng)函數(shù)測(cè)量系統(tǒng)激振器功放信號(hào)發(fā)生器動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀電荷放大器加速度計(jì)柔性桿力傳感器被測(cè)試件顯示設(shè)備7.5振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)及其標(biāo)定一、振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的組成頻率響應(yīng)函數(shù)測(cè)量系統(tǒng)激振器功放信號(hào)發(fā)生器電荷放大器加速度計(jì)柔38二、測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)定加速度傳感器的校準(zhǔn)二、測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)定加速度傳感器的校準(zhǔn)39加速度校準(zhǔn)儀加速度傳感器電荷放大器毫伏表讀數(shù)顯微鏡頻率計(jì)振動(dòng)控制臺(tái)1、絕對(duì)法測(cè)振幅讀數(shù)顯微鏡激光測(cè)振儀測(cè)頻率數(shù)字頻率計(jì)激光干涉儀加速度校準(zhǔn)儀加速度傳感器電荷放大器毫伏表讀數(shù)顯微鏡頻率計(jì)振動(dòng)402、相對(duì)法背靠背比較標(biāo)定法加速度校準(zhǔn)儀電荷放大器毫伏表頻率計(jì)振動(dòng)控制臺(tái)被校準(zhǔn)傳感器電荷放大器毫伏表參考傳感器2、相對(duì)法背靠背比較標(biāo)定法加速度校準(zhǔn)儀電荷放大器毫伏表頻率計(jì)41第七章振動(dòng)的測(cè)試

本章學(xué)習(xí)要求：1.了解慣性式傳感器的力學(xué)模型2.掌握測(cè)振傳感器、激振設(shè)備及激振信號(hào)3.掌握振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)及其標(biāo)定第七章振動(dòng)的測(cè)試本章學(xué)習(xí)要求：1.了解慣性式傳感器的力學(xué)421、機(jī)械振動(dòng)定義物體在一定位置附近所做的周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)。2、機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的物理原因機(jī)械在運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)件的不平衡、負(fù)載的不均勻、間隙、潤(rùn)滑不良、支撐松動(dòng)等因素，產(chǎn)生各種振動(dòng)。3、振動(dòng)測(cè)試的研究?jī)?nèi)容

測(cè)量設(shè)備運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)參量，了解被測(cè)對(duì)象的振動(dòng)狀態(tài)，尋找振源；對(duì)設(shè)備激振，測(cè)試其受迫振動(dòng)，以求得被測(cè)對(duì)象的動(dòng)態(tài)性能，如固有頻率、阻尼、機(jī)械阻抗等。7.1概述1、機(jī)械振動(dòng)定義7.1概述43利：鐘表、振動(dòng)篩、振動(dòng)沉樁機(jī)等。

4、振動(dòng)的利弊利：鐘表、振動(dòng)篩、振動(dòng)沉樁機(jī)等。4、振44

弊：磨損，減少壽命，影響強(qiáng)度；引起噪聲，影響勞動(dòng)條件；消耗能量，降低精度等。弊：磨損，減少壽命，影響強(qiáng)度；457.2單自由度系統(tǒng)的受迫振動(dòng)一、慣性式測(cè)振傳感器的力學(xué)模型與特性分析1、質(zhì)量塊受力所引起的受迫振動(dòng)7.2單自由度系統(tǒng)的受迫振動(dòng)一、慣性式測(cè)振傳感器的力學(xué)模型46位移共振：速度共振：加速度共振：共振時(shí)位移相位始終落后于激振力90位移共振：472、由基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)所引起的受迫振動(dòng)

質(zhì)量塊

m的相對(duì)位移為：Z01=Z0-Z1單自由度系統(tǒng)的基礎(chǔ)激勵(lì)Z1基礎(chǔ)絕對(duì)位移Z0質(zhì)量塊絕對(duì)位移2、由基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)所引起的受迫振動(dòng)質(zhì)量塊m的相對(duì)位移為48基礎(chǔ)激勵(lì)時(shí)，以質(zhì)量塊對(duì)基礎(chǔ)的相對(duì)位移為響應(yīng)時(shí)的頻率響應(yīng)特性

當(dāng)激振頻率遠(yuǎn)高于固有頻率時(shí)，接近于1。這表明質(zhì)量塊和基礎(chǔ)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)（輸出）和基礎(chǔ)的振動(dòng)（輸入）近于相等，說(shuō)明質(zhì)量塊在慣性坐標(biāo)中幾乎處于靜止?fàn)顟B(tài)。位移測(cè)量單自由度系統(tǒng)的基礎(chǔ)激勵(lì)輸入：基礎(chǔ)絕對(duì)位移Z1輸出：質(zhì)量塊相對(duì)位移Z01基礎(chǔ)激勵(lì)時(shí)，以質(zhì)量塊對(duì)基礎(chǔ)的相對(duì)位移為響應(yīng)時(shí)的頻率響應(yīng)特性49基礎(chǔ)激勵(lì)時(shí)，以質(zhì)量塊對(duì)基礎(chǔ)的相對(duì)速度為響應(yīng)時(shí)的頻率響應(yīng)特性當(dāng)時(shí)，質(zhì)量塊在絕對(duì)空間近乎靜止，質(zhì)量塊和被測(cè)物之間的相對(duì)速度（輸出）和被測(cè)物的絕對(duì)速度（輸入）近于相等。速度測(cè)量單自由度系統(tǒng)的基礎(chǔ)激勵(lì)輸入：基礎(chǔ)絕對(duì)速度V1輸出：質(zhì)量塊相對(duì)速度V01磁電式速度計(jì)：V1→V01→e基礎(chǔ)激勵(lì)時(shí)，以質(zhì)量塊對(duì)基礎(chǔ)的相對(duì)速度為響應(yīng)時(shí)的頻率響應(yīng)特性當(dāng)50由基礎(chǔ)激勵(lì)引起的速度響應(yīng)圖當(dāng)時(shí)，

速度測(cè)量輸入：基礎(chǔ)絕對(duì)速度V1輸出：質(zhì)量塊相對(duì)位移Z01傳感器：V1→Z01→e由基礎(chǔ)激勵(lì)引起的速度響應(yīng)圖當(dāng)時(shí)，速度測(cè)51由基礎(chǔ)激勵(lì)引起的加速度響應(yīng)當(dāng)時(shí)，加速度測(cè)量壓電加速度傳感器：a1→Z01→F→

e輸入：基礎(chǔ)絕對(duì)加速度a1輸出：質(zhì)量塊相對(duì)位移Z01由基礎(chǔ)激勵(lì)引起的加速度響應(yīng)當(dāng)時(shí)，加速度測(cè)量壓電加52

測(cè)振儀在不同工作狀態(tài)下，其有效工作區(qū)域是不相同的。位移傳感器的工作范圍在頻率的區(qū)域。加速度傳感器的工作范圍在頻率的區(qū)域。第一種速度傳感器的工作范圍在頻率的區(qū)域。第二種速度傳感器的工作范圍在頻率的區(qū)域。測(cè)振儀在不同工作狀態(tài)下，其有效工作區(qū)域是不相同的。53

為了完成測(cè)試任務(wù)，測(cè)試系統(tǒng)包括下述三個(gè)主要部分：激勵(lì)部分實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)系統(tǒng)的激勵(lì)（輸入），使系統(tǒng)發(fā)生振動(dòng)。它主要由激勵(lì)信號(hào)源、功率放大器和激振器組成。拾振部分檢測(cè)并放大被測(cè)系統(tǒng)的輸入、輸出信號(hào)，并將信號(hào)轉(zhuǎn)換成一定的形式（通常為電信號(hào)）。它主要由傳感器、放大器組成。

分析記錄部分將拾振部分傳來(lái)的信號(hào)記錄下來(lái)供分析處理并記下處理結(jié)果。它主要由各種記錄設(shè)備和頻譜分析設(shè)備組成。為了完成測(cè)試任務(wù)，測(cè)試系統(tǒng)包括下述三個(gè)主要部分：547.3振動(dòng)測(cè)量傳感器按是否與被測(cè)件接觸接觸式

非接觸式按所測(cè)振動(dòng)性質(zhì)絕對(duì)式相對(duì)式7.3振動(dòng)測(cè)量傳感器按是否與被測(cè)件接觸接觸式非接觸式按所55一、渦流位移傳感器非接觸測(cè)量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍大；可測(cè)振幅范圍為幾十微米到幾毫米；頻率范圍為DC～20ＫHz。

。不受油污等介質(zhì)的影響，抗干擾能力強(qiáng)。靈敏度與被測(cè)對(duì)象的電導(dǎo)率和導(dǎo)磁率有關(guān)。適用旋轉(zhuǎn)軸的徑向和軸向振動(dòng)測(cè)量。接收形式：相對(duì)式變換形式：電渦流典型頻率范圍：0~20kHz典型線(xiàn)性范圍：0~2mm典型靈敏度：8.0V/mm(對(duì)象為鋼)一、渦流位移傳感器非接觸測(cè)量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍大；可測(cè)振56軸振動(dòng)的測(cè)點(diǎn)布置軸振動(dòng)的測(cè)點(diǎn)布置57二、電容傳感器二、電容傳感器58磁電式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理，將輸入運(yùn)動(dòng)速度變換成感應(yīng)電勢(shì)輸出的傳感器。

對(duì)恒磁通磁電式傳感器而言，工作氣隙中的磁通恒定，感應(yīng)電勢(shì)是由于永久磁鐵與線(xiàn)圈之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)——線(xiàn)圈切割磁力線(xiàn)而產(chǎn)生。這類(lèi)結(jié)構(gòu)有兩種：

（a）動(dòng)圈式；（b）動(dòng)鐵式

三、磁電速度傳感器磁電式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理，將輸入運(yùn)動(dòng)速度變換成感應(yīng)電勢(shì)591—彈簧

2—?dú)んw

3—阻尼環(huán)

4—磁鋼

5—線(xiàn)圈

6—芯軸要盡量降低ωn，采用薄片式彈性元件，并配以阻尼環(huán)3加大阻尼，使阻尼比達(dá)0.6-0.7，以增加低頻段的測(cè)量范圍。屬于的受迫振動(dòng)磁電式絕對(duì)速度傳感器1—彈簧

2—?dú)んw

3—阻尼環(huán)

4—磁鋼

5—線(xiàn)圈

601—頂桿

2—彈簧片

3—磁鋼

4—線(xiàn)圈

5—引出線(xiàn)

6—?dú)んw磁電式相對(duì)速度傳感器

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，使傳感器內(nèi)部線(xiàn)圈與磁鋼產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，發(fā)出相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)。1—頂桿

2—彈簧片

3—磁鋼

4—線(xiàn)圈

5—引出線(xiàn)61四、壓電加速度傳感器接收形式：慣性式變換形式：壓電效應(yīng)典型頻率范圍：0.2Hz~10kHz線(xiàn)性范圍和靈敏度隨各種不同型號(hào)可在很大范圍內(nèi)變化。測(cè)量非轉(zhuǎn)動(dòng)部件的絕對(duì)振動(dòng)的加速度。適應(yīng)高頻振動(dòng)和瞬態(tài)振動(dòng)的測(cè)量。傳感器質(zhì)量小，可測(cè)很高振級(jí)。四、壓電加速度傳感器接收形式：慣性式測(cè)量非轉(zhuǎn)動(dòng)部件的絕對(duì)振動(dòng)62固定加速度計(jì)的方法固定加速度計(jì)的方法63

裝在激振器頂桿和試件之間。前端是力傳感器；后面為測(cè)量激振點(diǎn)響應(yīng)的加速度計(jì)。

五、阻抗頭 裝在激振器頂桿和試件之間。五、阻抗頭64

測(cè)振傳感器的合理選用⑴直接測(cè)量參數(shù)的選擇。⑵綜合考慮傳感器的頻率范圍、量程、靈敏度。⑶考慮具體使用的環(huán)境要求、價(jià)格、壽命、可靠性等因素。測(cè)振傳感器的合理選用657.4激振試驗(yàn)設(shè)備及激振信號(hào)簡(jiǎn)介對(duì)激振設(shè)備要求為被測(cè)系統(tǒng)提供輸入能量，使之發(fā)生振動(dòng)。交變力要求的頻率范圍；波形良好；幅值足夠和穩(wěn)定激振設(shè)備

振動(dòng)臺(tái)激振器力錘7.4激振試驗(yàn)設(shè)備及激振信號(hào)簡(jiǎn)介對(duì)激振設(shè)備要求激振設(shè)備66一、激振設(shè)備（1）振動(dòng)臺(tái)機(jī)械振動(dòng)臺(tái)電磁式振動(dòng)臺(tái)一、激振設(shè)備機(jī)械振動(dòng)臺(tái)電磁式振動(dòng)臺(tái)67電—液伺服振動(dòng)臺(tái)電—液伺服振動(dòng)臺(tái)68（2）激振器

電磁式激振器

電動(dòng)式激振器（2）激振器電磁式激振器電動(dòng)式激振器69（3）力錘

由錘體、手柄和可以調(diào)換的錘頭和配重組成，錘體和錘頭之間裝有一個(gè)力傳感器，以測(cè)量被測(cè)系統(tǒng)所受錘擊力的大小。錘擊力大小由錘擊質(zhì)量和錘擊被測(cè)系統(tǒng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度決定的。

激勵(lì)的頻率范圍由接觸表面剛度決定，錘頭材料越硬則脈沖的持續(xù)時(shí)間越短，上限頻率fe越高。力錘（3）力錘由錘體、手柄和可以調(diào)換的錘頭和配重組成，701、穩(wěn)態(tài)正弦激勵(lì)方法激勵(lì)信號(hào)是一個(gè)具有穩(wěn)定幅值和頻率的正弦信號(hào)，測(cè)出激勵(lì)大?。ふ窳Υ笮。┖晚憫?yīng)大小，便可求出系統(tǒng)在該頻率點(diǎn)處的頻率響應(yīng)的大小。

激勵(lì)系統(tǒng)一般由正弦信號(hào)發(fā)生器、功率放大器（恒流輸出）和激振器組成；

測(cè)量系統(tǒng)由跟蹤濾波器、峰值電壓表和相位計(jì)組成。二、常用激振信號(hào)1、穩(wěn)態(tài)正弦激勵(lì)方法二、常用激振信號(hào)71激勵(lì)信號(hào)是一種瞬態(tài)信號(hào)，它屬于一種寬頻帶激勵(lì)，即一次同時(shí)給系統(tǒng)提供頻帶內(nèi)各個(gè)頻率成份的能量，使系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)頻帶內(nèi)的頻率響應(yīng)。一種快速測(cè)試方法。常在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用。常用的瞬態(tài)激勵(lì)方法有快速正弦掃描脈沖錘擊階躍松弛激勵(lì)2、瞬態(tài)激勵(lì)激勵(lì)信號(hào)是一種瞬態(tài)信號(hào)，它屬于一種寬頻帶激勵(lì)，即一次同時(shí)給系72（1）快速正弦掃描激勵(lì)

正弦激勵(lì)信號(hào)在所需的頻率范圍內(nèi)作快速掃描(在數(shù)秒鐘內(nèi)完成)，激振信號(hào)頻率在掃描周期T內(nèi)成線(xiàn)性增加，而幅值保持恒定。掃描信號(hào)的頻譜曲線(xiàn)幾乎是一根平坦的曲線(xiàn)，從而能達(dá)到