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9-振动与噪声介绍

1)基本概念 振动测试中,位移、速度、加速度称作量标;峰值、有效值、 平均值称作量值。 位移:通常建筑、构件等变形破坏以及10Hz以下的低频振动 会出现较大的位移量,以位移作量标; 速度:评定机器设备的振动强度,都以速度作为量标; 加速度:对高频振动、宽频带测量等选用加速度作量标。在往 复式内燃机的振动监测中,常用加速度作量标。 量值的选用:有效值反映振动能量的大小,并兼顾了振动时间 历程的全过程,峰值反应瞬时值的大小。
所有加速度计都利用质量-弹簧系统,它的底座或与它 相当的部位被 固定在需要测量振动的点上,压电晶体元件 接受由质量块与底座的相对运动产生的加速度。压电晶体 片经受机械应变时便会产生电荷,利用此特性,在片上放 一质量块,顶部用一弹簧系统将其压住,整个系统装在具 有厚底的金属壳中,如前图所示。当加速度计接收振动 时,质量块在压电片上产生一交变力,由于质量M是常数, 如果应变变化处在压电片线性范围以内,则作用于压电片 的力所产生的电荷与加速度成正比,通过测量电荷大小便 可得到加速度大小,这便是加速度计工作原理。
e)是常用的方法,方便可靠, 但只能测量加速度较小的振动;
d)只适合测量低于1000Hz的 振动,且往往由于手颤的影响,测 量误差较大。
11、、振振动动测测量量传传感感器器
振动测量标准
• 19项有关振动与冲击的国家标准,涉及到有关术语、测量仪器、 测量方法等
振动测量目的
• 测量振级与频谱、寻找振源、研究结构的动态特性 • 研究各种减振理论与方法
二阶系统的频率响应 相频特性
幅频特性
压电加速度计是一个电荷发生器,所发生的电荷与加速度 成比例,因此它不能测量零频率振动,并且其低频响应特性取 决于加速度计电缆和耦合放大器组合等电子设备,为改善低频 响应特性,用高输入阻抗和低输出阻抗的跟随器或电荷放大器。
压电式加速度计的特点是:尺寸小、重量轻、坚固性好, 测量频率范围一般可达1Hz~22KHz,测振动时加速度范围为 0~2000g, 温度范围为-150~+260OC,输出电平为5~ 72mV/g。因此在振动测量中,压电加速度计得到广泛应用。 缺点是低频性能差、阻抗高、测量噪声大,特别是用它测量位 移时经过两次积分后会使信号减弱,噪声和干扰的影响相当大。
机械振动是表示机械系统运动的位移、速度、加速度大小与其 平均值相比,状态随时间而重复交替变化的过程。
按信息与数据的形式分成确定性振动和随机振动两大类。 确定性振动--可用精确的数学表达式加以描述; 随机振动---在任意时刻不能确定变量的大小,但变量的大 小在一定范围内能给出某种概率的振动。
00、、概概述述
a)可测量强振和高频率振动, 是安装加速度计理想的方法;
b)与a相同,只是在需要绝缘 的时候使用。但是这两种方法需要 在被测物体表面穿孔 套丝,较为 复杂,有时因条件不允许而常常受 到限制。在精度要求不高的振动测 量中常使用其它几种方法,但由于 加速度计与振动不是刚性连接,会 导致加速度计安装系统的共振频率 低于加速度自身固有振动频率。
电测法:首先通过传感器将待测的机械振动量(位移、速度、
加速度)变换为电量(电压、电流、电荷)或电参数(电阻、电 容、电感等)的变化,再经过测振仪中的放大电路把所测电信号 放大,由指示部分直接显示出振动的位移、速度、加速度或使用 记录器将其波形记录下来,通过频率分析仪对振动波形进行频谱 分析。
电测法除了灵敏度高,频率范围和动态线性范围宽外,还能 够实现对若干个信号同时测量、记录和信号的再现。在往复式内 燃机的故障诊断中常用的整个测试系统包括:传感器、放大器、 记录仪、数据分析工程测试技术—— 振动与噪声测量
内容
0、概述 1、振动测量传感器 2、常用振动测量仪器 3、动态特性测量系统 4、噪声测量基础 5、噪声测量仪器 6、声功率与声强测量技术
重点:掌握振动、噪声的典型测量方法
00、、概概述述
在机械设备的状态监测和故障诊断技术中,振动监测是最常用 的监测方法。往复式内燃机的许多故障均可通过振动监测来进行诊 断。振动监测与诊断具有快捷、简便、准确和定量等优点,并能实 现在线诊断。 1) 机械振动分类
振动强度——位移、速度和加速度
• 研究振动对机械加工精度的影响时,测量位移幅值大小 • 研究振动功率或振动引起的声辐射时,测量振动的速度 • 研究振动引起的机械损伤时,测量加速度
11、、振振动动测测量量传传感感器器
测量项目 • 位移、速度、加速度之间存在着固定的导数关系 • 位移、速度、加速度测量时有着自己的特殊性
3)加速度计的安装 在不同情况下测量振动,必须准确选择合适的加速度计
安装方法,因为它们对于测量准确度的影响很大。 图示为常用的六种附着安装方法。这六种安装方法是:
图a将加速度计直接用螺栓安装在振动表面上;图b将加速度 计与振动面通过绝缘螺栓或者云母片绝缘相连;图c用蜡膜 粘附;图d手持探棒与振动表面接触;图e通过磁铁与具有铁 磁性质的振动表面磁性相连;图f-g用粘结剂连结。
00、、概概述述
2)振动测试系统 振动测试系统是由能够感知被测振动参量并能将其转换成适当 物理量的传感器,进行放大和显示的测定装置及记录仪、分析仪等 组成。按其工作原理可分为三大类: 机械法:利用纯粹的机械手段感知并检出被测振动位移,利用 机械杠杆和曲柄组成的放大机构将信号放大,然后记录; 光学法:利用光学杠杆原理和光干涉原理经光学放大并记录其 振动波形。光学测振仪精度高,适用频率范围广等优点,但它要求 有一个不动的基座来进行相对测量,现场难保证,适用于试验室和 计量单位作校准;
振动传感器 • 位移传感器 • 速度传感器 • 加速度传感器
11、、振振动动测测量量传传感感器器
¾ 位移传感器结构:电容式、电感式及电涡流式
涡流式位移传感器
• 优点:线性范围大、灵敏度高、频率范围宽、抗干扰能力强、 不受油污等介质影响以及非接触式测量
• 传感器测量范围:±0.5mm ~±10mm
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