---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------【西安交通大学】机械转子试验台振动与噪声测量综合试验报告机械测试技术实验实验报告机械转子试验台的振动和噪声测试及分析综合实验班级：第三小组组长：）成员（按姓氏）：西安交通大学机械基础实验教学中心 3 2019年年 2 12 月仅供参考，不得抄袭！目录一实验简介 1 1.1 实验目的 1 1.2 实验仪器与设备 1 1.3 实验要求 1 二实验方案 2 2.1 实验阶段 2 2.1.1 准备阶段 2 2.1.2 实施阶段2 2.1.3 总结分析阶段 2 2.2 注意事项 2 三测试系统搭建 33.1 测试系统框架图 3 3.2 传感器的位置选择与搭建 4 3.2.1位移传感器 4 3.2.2 加速度传感器 4 3.2.3 速度传感器 6 3.2.4声级计 7 3.2.5 转速传感器 7 3.3 传感器后续连接 9 四信号采集与分析 9 4.1 信号采集 9 4.2 声级计标定 10 4.3 转子轴心轨迹的测量 10 4.4 不同转速下转子振动的时域分析 11 4.5 不同转速下转子振动的频域分析 13 4.6 不同转速下噪声的时域分析 19 4.7 不同转速下噪声的频域分析 21 4.8 转子振动与噪声相干分析 25 4.9 转子动平衡 26 五实验总结 27 5.1 实验结论 27 5.2 实验中遇到的问题 27 5.3 实验心得 281 / 111 一实验简介 1 1.1 实验目的针对机械转子实验台，能够较熟练地掌握机械动态信号（振动、噪声等）测试系统设计、测试系统搭建、数据采集及信号处理的方法和技术。

2 1.2 实验仪器与设备机械动态信号测量与信号采集分析系统机械转子实验台 1 台加速度传感器 1 个速度传感器1 个电涡流位移传感器 2 个光电传感器 1 个噪声测量仪1 台计算机 1 台3 1.3 实验要求 1.针对转子实验台对象，按照机械动态特性测试要求，完成机械振动和噪声的计算机测试系统设计； 2.选用合适的振动和噪声测试传感器及其信号调理装置； 3.构建计算机测试系统，掌握振动和噪声信号分析软件使用方法； 4.自主完成转子实验台振动和噪声的测量、信号采集； 5.通过信号分析，得出转子实验台在不同转速下的振动和噪声的时域波形、频谱（从转速600rpm1800rpm每200转测一组转速、振动时域信号、振动频域信号、噪声时域和频域的信号数据）；找出转速和振动及噪声的关系，并对转子实验台的动态特性进行分析评价。

6.对振动和噪声进行相干分析，并对结果进行合理解释。

2 二实验方案 2.1 实验阶段根据实验要求和实际情况，我们大致将本次实验分为三个阶段进行，即准备阶段、实施阶段、总结分析阶段。

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 1 2.1.1 准备阶段 1. 熟悉试验台，熟悉各个传感器的安装位置及功能，以及整个测试系统的线路连接。

2. 基本掌握信号分析软件的使用。

3. 掌握各传感器的标定方法，尝试进行信号采集及分析处理，为正式采集做准备。

2 2.1.2 实施阶段 1. 连接测试线路，对各传感器进行灵敏度设定，对声级计进行标定。

2. 通过两个电涡流传感器采集的信号，得到轴心的运动轨迹，观察其形状，判断转子转动的不平衡程度。

3. 合理安装声级计位置，准备进行噪声信号的采集。

4. 通过速度和加速度传感器采集并得到转子转动引起的振动的时域和频域图。

与此同时，采集得到噪声信号的时域和频域图。

5. 通过计算机软件对振动和噪声进行相干分析，并判断噪声是否由转子的振动引起。

6. 在不同转速下重复上述实验过程。

3 2.1.3 总结分析阶段利用实验得到的数据，对噪声和振动的关系进行分析讨论，得出噪声的主要来源，如果可能，进一步提出降低转自振动的方案。

2 2.2 注意事项以上方案是通过理论分析联系实际在理想情况下提出的，实际实施中可能会出现各种问题：3 / 111. 设备及软件使用不熟练引起的操作失误及数据异常。

3 2. 信号采集过程中干扰信号的混入难以避免，应尽量根据实际条件采取措施，减小干扰信号的影响。

如：实验台桌面的振动；其他实验小组的影响；噪声采集过程中其他声音的干扰以及周围物体对声波反射作用的干扰。

3. 有实验设备包括传感器存在自身故障的可能，实验前应仔细检查。

4. 实际数据可能会与理想的实验数据存在出入，应对得到的数据进行大致判断，估计其合理性。

5. 实验过程中应具体问题具体分析，合理调整实验方案。

三测试系统搭建 1 3.1 测试系统框架图图 3.1.1 测试系统框架图转速噪声振动转速传感器位移传感器速度传感器加速度传感器声级计计算机数据采集装置 4 2 3.2 传感器的位置选择与搭建 1 3.2.1 位移传感器位移传感器是利用电涡流传感器制成，根据电磁感应原理，通过检测磁场的大小来检测传感器与转轴之间的距离，从而达到测量位移的作用。

共有两个，XY 方向各一个，装在转轴的支撑处。

图 3.2.1 位移传感器安装 2 3.2.2 加速度传感器加速度传感器是利用压电传感器制成，所谓压电效应是指某些电介质在受到某一方向的外力作用而发生形变（包括弯曲和伸缩形变）---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 时，由于内部电荷的极化现象，会在其表面产生电荷的现象。

加速度传感器安装在基架上。

5 图 3.2.2 加速度传感器安装6 3 3.2.3 速度传感器速度传感器是接触式传感器，多为磁电式速度传感器或者其他，也是安装在基架上。

图 3.2.3 速度传感器安装 7 4 3.2.4 声级计声级计是最基本的噪声测量仪器，它是一种电子仪器，但又不同于电压表等客观电子仪表。

在把声信号转换成电信号时，可以模拟人耳对声波反应速度的时间特性；对高低频有不同灵敏度的频率特性以及不同响度时改变频率特性的强度特性。

因此，声级计是一种主观性的电子仪器。

图 3.2.4 声级计安放 5 3.2.5 转速传感器本次试验转速传感器是利用光电式转速传感器，反射式光电传感器在被测转轴上设有反射记号，由光源发出的光线通过透镜和半透膜入射到被测转轴上。

本次试验中光电传感器安装在转轴一端。

8 图 3.2.5 转速传感器安装图 3.4.6 传感器整体安装位置 9 3 3.3 传感器后续连接在连接仪器时，一号通道接通的为转速传感器，二号通道接通的为速度传感器，三号通道接通的为加速度传感器，四号五号都是接通的为电涡流位移传感器，六号通道接5 / 11通的为噪声声级计，通过计算机软件对振动和噪声进行相干分析，获得实验结果。

图 3.3.1 传感器与动态信号采集系统的连接四信号采集与分析 1 4.1 信号采集本实验一共用到四种传感器分别是：光电转速传感器、加速度传感器、速度传感器、电涡流位移传感器。

其中通过两个电涡流传感器采集的信号，得到轴心的运动轨迹，用速度和加速度传感器采集并得到转子转动引起的振动的时域和频域图，但由于在运用加速度传感器进行采集数据时，受到外围环境的影响，10 误差较大，所以我们就以速度传感器测得数据进行测量分析，同时采集得到噪声信号的时域和频域图，进行比较分析。

2 4.2 声级计标定图 4.2.1 声级计的标定截图正确连接声级计到测试系统，图中为通道 2-7，设置单位为 Pa，使用 94dB 标准声源，调节灵敏度，使信号在时域图中的有效时为 1Pa，可看到此时灵敏度为 2100。

完成声级计的标定。

3 4.3 转子轴心轨迹的测量轴心轨迹由两个互为的 90 度的电涡流传感器测出。

可以反映出转轴的不平衡成度。

若转动平衡，轴心轨迹应为直径很小的圆，若不平衡，轨迹呈现尺寸较大的椭圆。

设置转速为 1200rpm（实际为 1211rpm），测量轴心轨迹如图所---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 示，由图可看出，转子中心转动不平衡，最大振动幅值在 30m 左右。

（此值可与后续平衡后振幅做比较） 11 图 4.3.1 转速1211rpm 轴心轨迹截图 4 4.4 不同转速下转子振动的时域分析图 4.4.1 转速 600rpm 转子振动时域截图 12 图 4.4.2 转速798rpm 转子振动时域截图图 4.4.3 转速 1221rpm 转子振动时域截图 13 图 4.4.4 转速 1616rpm 转子振动时域截图图4.4.5 转速 1831rpm 转子振动时域截图 4.5 5 不同转速下转子振动的频域分析将转子转速从 1800 转至 600 转以 200 转为间隔进行测试，从而得到了以下7 个频域图谱。

14 图 4.5.1 转速 1801rpm 转子振动频域截图图4.5.2 转速 1597rpm 转子振动频域截图 15 图 4.5.3 转速1399rpm 转子振动频域截图图 4.5.4 转速 1210rpm 转子振动频域截图 16 图 4.5.5 转速 1009rpm 转子振动频域截图图 4.5.6 转速 818rpm 转子振动频域截图 17 图 4.5.7 转速 606rpm 转子振动频域截图表 4.5.1 转子振幅及频率与转速的关系转速/rpm 频率/HZ 峰值对应频率/HZ 峰值对应速度/1801 30.02 30.00 2.301597 26.62 26.25 2.071399 23.32 23.75 1.161212 20.20 20.00 1.701009 16.82 16.25 0.21818 13.63 30.00 0.22606 10.10 40.00 0.06转子振动频域分析 18 图 4.5.8 转子振幅与转速折线图分析:从图中可以看出，振动信号表现出明显的谐波性，主要的峰值基本出现在工频处，其他的峰值所对应的频率7 / 11也基本为工频的谐波。