振動測量儀器知識

1振動測量儀器學問一、概述〔一〕用途振動測量儀器是一種測量物體機械振動的測量儀器。測量的根本量是振動的加速加廣泛?！捕撤诸惻c特點振動測量儀器按功能來分：分為工作測振儀、振動烈度計、振動、激振器〔或振動臺、振動鼓勵掌握器、振動校準器測量機械振動，具有頻譜分析功能的稱為路測量功能的多通道聲學。。影響的人體〔響應(yīng)〕振動計、測量環(huán)境振動的環(huán)境振動儀和振動鼓勵掌握器。工作測振儀特點移等。以前用電表顯示測量值，現(xiàn)在都是用數(shù)字顯示。通常不帶數(shù)據(jù)儲存和打印功能，用于一般振動測量。振動烈度計是指專用于測量振動烈度〔10Hz～1000 Hz頻率范圍的速度有效值〕的振動測量儀器。實時信號特點A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，進入數(shù)字和位移，均方根、峰值Pea峰值Peak-Peak〕輸出并記錄下來。動態(tài)信號測試和分析系統(tǒng)特點號的采集和分析。人體〔響應(yīng)〕振動計特點主要用于測量和分析振動對人體的影響。人體振動又分為人體全身振動和手傳振動，測量計權(quán)振動加速度有效值。儀器性能應(yīng)符合 GB/T23716-2009《人體對和用于進展軌道車輛舒適度評價的全身振動〔頻率計權(quán)Wb〕頻率范圍為0.5 Hz～80Hz，對于建筑物內(nèi)連續(xù)與沖擊引起的振動〔頻率計權(quán)Wm〕頻率范圍為1Hz～80Hz，Wf〕0.1Hz～0.5Hz。適用于勞動衛(wèi)生和振動職業(yè)病防治人體振動測量。環(huán)境振動計特點主要用于測量環(huán)境振動，適用于依據(jù)環(huán)境振動國家標準〔 GB/T10071〕進展環(huán)境振動的測量和評價，頻率范圍為 1Hz～80Hz，通常測量垂向計權(quán)振級〔以10-6m/s2為參考基準〕。振動鼓勵掌握器特點動環(huán)境。振動掌握器承受分布式構(gòu)造體系，閉環(huán)掌握由DSP處理器實現(xiàn)，PC機獨立化，確保掌握的穩(wěn)定性和高精度。〔三〕產(chǎn)品國內(nèi)外現(xiàn)狀國內(nèi)生產(chǎn)振動測量儀器的廠家主要有：杭州愛華儀器、紅聲器材廠嘉興分廠、北京東方振動噪聲爭論所、揚州聯(lián)能電子等單位。國產(chǎn)振動測量儀器已普遍承受數(shù)字信號處理技術(shù)的實時信號，北京東方振動噪聲爭論所已形成 DASP系列振動測量器產(chǎn)品，蘇州東菱在大型振動臺和激振器方面在國內(nèi)面有所專長，杭州億恒科技在振動鼓勵掌握方面優(yōu)勢明顯。一般用途的國產(chǎn)振動測量器已能滿足國內(nèi)市場需要，并在國內(nèi)市場占主導(dǎo)地位。高檔試驗室使用振動測量儀器，尤其是計量標準幾乎被丹麥 B&K公司、美國HP公司為代表的外國公司壟斷，它們的產(chǎn)品性能、軟件，以及產(chǎn)品品種方面都有較大優(yōu)勢，在大型設(shè)備故障監(jiān)測和診斷方面更具優(yōu)勢?！菜摹臣夹g(shù)進展趨勢數(shù)字化、小體積、多功能已經(jīng)成為手持式振動測量儀器的進展趨勢；數(shù)字信號處理技術(shù)和實時信號分析將會得到廣泛應(yīng)用；機器振動監(jiān)測已作為機器故障監(jiān)測和診斷分析的一種重要手段。二、根本工作原理示器、校準信號振蕩器、電源等組成。工作原理框圖如圖1所示。電荷電荷放大器積分器(速度或位移)高/低通濾波器放大器加速度計檢波器(峰值或有效值)校準信號電池/電源AC輸出DC輸出外接濾波器或外接電源圖1 振動計工作原理框圖測速度時選有效值〔RMS〕字顯示器，直接讀出被測振動的加速度、速度或位移值。由該開關(guān)完成。振動計還可以外接濾波器進展頻率分析。動態(tài)信號的原理方框圖如圖2所示：傳感器傳感器D/A模擬輸出適調(diào)放大器程控放大器數(shù)據(jù)采集計算機接口數(shù)據(jù)打印顯示器圖2 動態(tài)信號原理方框圖動態(tài)信號由傳感器、適調(diào)放大器、程控放大器、數(shù)據(jù)采集、計算機、顯示號高速采集，并進展A/D變換，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。計算機運行相應(yīng)軟件對數(shù)CRTLCD顯示D/A將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出，實現(xiàn)各種信號輸出功能。三、主要技術(shù)指標由于動態(tài)信號代表振動測量儀器的進展趨勢， 動態(tài)信號的主要技術(shù)指標：通道數(shù)除手持式儀器外，根本上是多通道動態(tài)信號，最多可能達幾百個通道。頻率范圍指被測振動信號所能到達的最高帶寬，既取決于傳感器的頻率范圍，也取決于整機電路，以及采樣頻率。振動測量儀器的頻率范圍至少為 1Hz～10kHz,振動烈度測試要求的頻率范圍為 10Hz～1kHz。測量范圍指動態(tài)信號能測量的最高振動值和最低振動值。最高取樣速率是單位時間內(nèi)對模擬輸入信號的取樣次數(shù)，取樣速率常以每秒取樣的次數(shù)〔次/s〕或頻率〔Hz〕表示。依據(jù)奈奎斯特公式，采樣頻率至少要大于測量上限1倍。動態(tài)范圍除模擬電路的動態(tài)范圍外，還取決于 A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)，如A/D轉(zhuǎn)換器是16位或24A/D位數(shù)越高，動態(tài)范圍越大。檢波特性RMS〔有效值〕、Peak〔峰值〕和Peak-Peak〔峰-峰值。濾波器帶寬FFT帶寬，倍頻程和/1/3倍頻程。實時分析速度一般指每秒鐘分析頻譜的速度。信號發(fā)生器輸出正弦、三角、方波、隨機、窄帶隨機以及任意合成波形。應(yīng)用軟件FFTCPB、波形編輯、數(shù)字濾X-Y圖、相關(guān)、互功率譜、頻響FRF、三維譜陣、長數(shù)波分析、最大熵(MEM)分析、精熵譜分析、倒譜和倒熵譜(CEE)分析、包絡(luò)譜和共振解測試、幅頻相頻曲線測試、阻尼分析、波形重構(gòu)等。模態(tài)分析和試驗軟件，錘擊和件、橋梁動態(tài)測試軟件等。四、選購留意事項振動計的選擇首先要依據(jù)測量對象的振動類〔周期振動隨機振動和沖擊振動、振動的幅度，以及對于所爭論的振動確定適宜的測量工程〔加速度、速度、位移、波形記錄和頻譜分析，選擇適宜的振動測量或分析系統(tǒng)。有的振動測量爭論只需了解振動軸承座的振動，而且常常把振動烈度，即10Hz～1kHz頻率范圍內(nèi)振動速度的有效值作為評價機器振動的主要評價量。另外，還需考慮測量的頻率范圍、幅值的動態(tài)范圍、儀器的最小區(qū)分率對于沖擊測量還應(yīng)考慮振動測量儀的相位特性由于沖擊振動頻譜重量所確定的頻率范圍內(nèi)不僅要求測量設(shè)備的頻率響應(yīng)必需是線性的而且要求設(shè)備的相位響應(yīng)不能發(fā)生轉(zhuǎn)變。按選購時要考慮的因素逐一排序〔如圖 3所示就不難選擇最適合您測量要求的振動測量儀器。應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍價格通道數(shù)測量范圍準確度頻譜分析功能是否取得制造計量器具許可證測量分析軟件實時分析3振動測量儀器選擇排序選購振動測量儀器應(yīng)考慮因素：應(yīng)用范圍大不一樣，所以首先要依據(jù)實際應(yīng)用來選擇振動測量儀器。價格儀器，國產(chǎn)比進口產(chǎn)品價格廉價很多。功能要選擇動態(tài)信號。如需要測量人體振動，需選擇人體響應(yīng)振動計，測量環(huán)境振動選擇環(huán)境振動測量器。通道數(shù)一般的振動測量儀器只有1個通道，只測量1路振動。有時需要測量多路振動，就需要選用多通道，例如動態(tài)信號，多通道動態(tài)信號大大擴展了振動測量儀器的用途。準確度振動測量儀器的準確度：5%和10%。頻譜分析功能寬濾波典型的是FFT窄帶分析，恒百分比帶寬濾波常用倍頻程和1/n分數(shù)倍頻程分析。測量范圍振動測量儀器的測量范圍有時要考慮它的測量上限，以便測量高振動值，如幾百m/s2 ，甚至到幾千m/s2以上；有時要考慮它的測量下限，以便測量低振動值，如0.01 m/s2以下。通常通過選擇不同靈敏度的振動傳感器可以選擇不同的測量范