工程振动与测试
2、时基信号发生器； 基本功能：产生的基准振荡
信号，形成脉冲信号（7），当脉 冲信号通过与门电路时，计数器 计算出一个振动周期内脉冲信号 的个数（6），再计算出频率；
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工程振动与测试 3、显示部分。
基本功能：将振动频率以数字方式在数码管、液 晶管上显示出来。
两个同频率简谐振动信号合成李萨如图形
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李 萨 如 图 形
•精度主要取决于信号发生器的频率精度。
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fy 2 fx 1
fy 2 fx 1
示波器
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fy 4 fx 3
fy 8 fx 5
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工程振动与测试 （2）调节干扰力频率的方法 （i）激振力法
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应注意的问题：
由于强迫振动方程的解为
x xm sin(t )
其中
tg
2 1 2
xm
xst (1 2 )2 422
则速度幅值和加速度幅值应为
xm
优点：方法比较简便；
缺点：振动波形衰减太快。
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二、强迫振动法 利用共振的特点来测量机械系统的固有频
率的方法称为强迫振动法，也叫共振法。 （1）调节转速的方法
发生共振时的转速叫做临界转速，根据临界转速
和固有频率的关系 系统的固有频率。
fn
nc 60
，就可以计算出机械
1 nT0
1 n
f0
其中，
f0
1 T0
为时标信号的频率，一般选取
n=5～10，便可得到较准确的结果。
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光线示波器的结构及工作原理示意如图
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光线示波器 主要组成部分为：（1）振子（惯性式加速度关系）。 （2）光学杠杆放大系统。（3）时间基准系统。（4） 分格线系统。（5）记录纸传动系统 （6）其它，如记 录长度控制、多通道记录分辨、遥控系统、电源等。
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三、直接测频法 直接测频法是使用频率计数器直接测定简谐波
形电压信号的频率或周期的一种方法。
① 衰减与 ② 限幅 ③ 微分 ④ 双稳态 ⑤
⑥
放大器 电路
电路 触发电路
与门电器
⑦
时基信号
(1)
发生器
数字显示 计算电路
(2)
(3) (4) (5) (6) (7)
频率计
缺点：它在累计时基信号的脉冲个数时总要引起一 个脉冲的绝差误差。只有增加被测信号周期内的时 基信号脉冲个数，才能降低它的相对误差值。
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13.2 机械系统固有频率的测量 确定机械系统的固有频率，往往是一项很重要 的工作。 一、自由振动法。 自由振动法测量机械系统的固有频率，一般都 是系统的最低阶固有频率。
xst (1 2 )2 422
xm
xst 2 (1 2 )2 422
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极大值频率分别由以下关系式求出，即由
dxm 0
d
dxm 0
d
dxm 0
d
得
fx
f
2 n
n2
(2 )2
f x f n
fx fn
1
1
n2
(2 )2
f
2 n
所以应用共振法求共振频率fn时应注意测量信号 的选择，一般选速度信号为好。
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仪器由三部分组成： 1、计数部分； 2、时基信号发生器； 3、显示部分。
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1、计数部分； 它包括衰减与放大器、限
幅电路、微分电路及双稳态触 发电路等。
基本功能：将被测正弦信 号变成矩形脉冲信号，如图中 第5个波形。
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第13章 基本振动参数的测量及模拟平稳信号分析
基本振动参数的测量: 1、简谐振动的频率的测量 2、简谐振动的振幅的测量 3、两个同频简谐振动相位差的测量 4、衰减系数的测量 5、用光学原理对振幅的测量 6、模拟平稳信号分析简介
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13.1 简谐振动频率的测量 一、李萨如图形比较法
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工程振动与测试 13.3 简谐振动幅值的测量
一、指针式电压表直读法
指针式电压表是一台交流电压表，它有三种不同的 检波电路，使得电表指针的偏转分别与被测信号的平 均绝对值、峰值或有效值成正比。从而构成了三种不 同的电压表，测出三种不同的振动参数数值。
初位移法示意图
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敲击法示意图
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• 冲击脉冲的频率谱是连续的，但只有在与机械 系统的固有频率相同时，相应的频率分量才对此 机械系统起作用，它将激励机械系统以其自身的 低阶固有频率作自由振动。
由于
d
2 n
n2
是自由振动法得到的系
统固有频率，略小于实际的固有频率。
运动方向相互垂直的两个简谐振动的合成运动轨迹， 称为李萨如（Lissajous）图形，假设在示波器的x轴 和y轴同时输入两个电压信号
李萨如图形测 频的实验框图
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x Xm sin( xt ) y = Ym sin yt
当 m y nx 时
其中m与n是正整数 总能形成一个稳定 的图形。此图形即 为李萨如图形。
李萨如图形
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二、记录图形比较法 将被测振动信号和时标脉冲信号同时记录，
然后根据记录的振动波形和时标信号两者之间 的周期比测定被测振动波形的频率。
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记录图形比较方法
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若量出被测信号在周期T长度中的时标脉冲数n，
则被测振动信号频率为：
f
1 T
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（ii）牵连惯性激振力法
将整个机械系统（模型）安装在振动台台面上。 振动台工作时，并使被测系统产生牵连惯性力并作 强迫振动。改变振动台位移的频率而幅值不变，利 用共振法就可测出系统的固有频率。
电动式振动台
除此方法外，还有晶体激 振，声波激振等。
用强迫振动法只可测得前 几阶固有频率，若得到更高阶 的固有频率，可应用实验模态 分析法。