振动的检测及传感器

振动,检测,传感器

5.4

振动的检测 基本知识 振动的激励 测振传感器 测振系统

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5.4.1 基本知识1.机械振动 2.产生原因 3.振动检测的研究内容 4.振动类型

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1.机械振动：物体在一定位置附近所做的周期性往复运动 2.产生原因旋转件的不平衡、负载的不均匀、间隙、润滑不良、支撑松动等

3.振动检测的研究内容I. 测量设备运行时的振动参量，寻找振源；

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某外圆磨床在空运转时工作台的横向振动记录曲线 经过频谱分析可以估计振源 27.5Hz频率成分为砂轮不平衡所引起的振动； 329Hz频率成分为油泵脉动引起的振 动； 50Hz、100Hz和150Hz的频率成分都和工频(电网的频率，即发电机的工作频率)和电 机的振动有关； 500Hz以上的高频振动原因比较复杂，有轴承噪声及其它振源。

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II. 对设备激振，以求得被测对象的动态性能，如固有频率、阻尼、机械 阻抗等

可以通过频谱分析确定螺旋浆的固有频率和临 界转速 转速工作范围

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4.机械振动的类型a.从产生振动的方式来分：

自由振动：仅受初始条件(初始位移、初始速 度)激励而引起的振动受迫振动：系统在持续外力激励下的振动

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b.从振动的规律来分： 简谐振动 复合周期振动 瞬态振动 随机振动

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简谐振动以无阻尼自由振动的弹簧振子为例：

k

ox1

x

a

v2 4 6 8 10 12

0.5

t

14

-0.5

-1

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(1) 单自由度无阻尼系统的自由振动位移随时间按正弦规律变化， 故称为简谐振动。(2) 自由振动的频率与初始条件无关，仅由系统本身参数确定。 称为(系统的固有频率)

k m(3) 自由振动的振幅A和初相角φ由初始条件所确定。

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复合周期振动由两个或两个以上频率之比为有理数的简谐振动复 合而成。

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准周期振动由频率比不全为有理数的简谐振动叠加而成

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瞬态振动 瞬态振动：在极短时间内仅持续几个周期的 振动。

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随机振动不能用确定的数学式来描述其运动规律的振动。 与一般的随机信号处理方法一样。

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5.4.2 振动的激励如果知道了系统的输入(激励)和输出(响 应),就可以求出系统的动态特性。

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振动测试系统包括：

激励部分 实现对被测系统的激励(输入),使系统发生振动。它主要 由激励信号源、功率放大器和激振器组成 拾振部分 检测并放大被测系统的输出信号，并将信号转换成一定的形 式(通常为电信号)。它主要由传感器、放大器组成。 分析记录部分 将拾振部分传来的信号记录下来供分析处理并记下处理结果。 它主要由各种记录设备和频谱分析设备(或计算机)组成。

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一.激励信号1.稳态正弦激励激励信号：稳定幅值和频率的正弦信号 测出激励大小和响应大小

系统在该频率点处的频率 响应 激励系统: 正弦信号发生器+功率放大器+激振器 缺点：较长的测试周期(多个频率+稳态)