机械测试技术 振动测试系统PPT学习教案.pptx

【机械测试技术】振动测试系统是研究机械设备动态性能和故障诊断的重要工具，它涉及机械工程、信号处理等多个领域。振动测试系统的核心在于理解和分析振动的三个基本要素：幅值、频率和相位。 **幅值**是振动强度的度量，通常通过单峰值、有效值或平均值等方式表示。它反映了设备振动的剧烈程度，对于识别设备是否过度振动、判断设备健康状态至关重要。 **频率**是振动周期的倒数，通过频谱分析，我们可以确定振动的主要频率成分及其幅值，这有助于找出振动的来源并采取相应的减振措施。 **相位**提供了振动信号的时间关系信息，对于理解和预测系统动态行为有着重要作用。 在**测振传感器**中，压电式加速度传感器是最常见的类型。这种传感器基于压电效应，能将机械振动转化为电信号。它们分为几种类型，如中心安装型、压缩型、环形剪切型和三角剪切型。 压电式加速度传感器的工作原理可以简化为一个力学模型，其中包含质量块、弹性元件（如弹簧）和阻尼器。质量块的位移与被测振动位移成比例，通过数学模型可以推导出传感器输出与输入之间的关系。固有频率（ωn）和阻尼比（ξ）是决定其性能的关键参数。理想的固有频率应远低于被测振动的下限频率，以避免共振导致的幅值畸变；适当的阻尼可以改善幅频特性，扩大测量范围。 此外，还有惯性式位移传感器和速度传感器。惯性式位移传感器的响应要求固有频率远低于被测振动频率，而速度传感器则需质量块位移与被测振动速度成比例。磁电式速度传感器利用电磁感应原理工作，但其工作范围有限。涡流式位移传感器则是非接触式的，依赖于金属体在交变磁场中的涡电流效应，适用于测量物体的微小位移。 总结来说，振动测试技术涉及振动的基本概念、测振传感器的工作原理及特性，并强调了在设计和选择传感器时应考虑固有频率、阻尼比等因素，以确保测量结果的准确性和有效性。这些知识对于机械工程中的故障诊断、设备维护和性能优化具有关键意义。