振动测试与数据处理2课件.ppt

1、振动振动 振动是一种机械振荡。他是指机械或结构系统在振动是一种机械振荡。他是指机械或结构系统在其平衡位置附近的往复运动，这种振荡的量值是确其平衡位置附近的往复运动，这种振荡的量值是确定机械系统运动状态的一个参数定机械系统运动状态的一个参数加速度加速度 加速度是速度对时间的变化率，它是一个矢量加速度是速度对时间的变化率，它是一个矢量加速度导纳加速度导纳 加速度导纳是正弦激励时，加速度与力的复数比，加速度导纳是正弦激励时，加速度与力的复数比，其中包含着加速度和力之间的相位角加速度导纳其中包含着加速度和力之间的相位角加速度导纳有时称为有时称为“惯量惯量”技术术语技术术语加速度阻抗加速度阻抗 加速度阻

2、抗是正弦激振时，力与加速度的加速度阻抗是正弦激振时，力与加速度的复数比，其中包含着力和加速度之间的相位复数比，其中包含着力和加速度之间的相位角加速度阻抗有时称为角加速度阻抗有时称为“动态质量动态质量”或或“视视在质量在质量”电荷变换器电荷变换器 电荷变换器是一个可提供与瞬时输入电荷电荷变换器是一个可提供与瞬时输入电荷成正比的瞬时输出电压的电子线路成正比的瞬时输出电压的电子线路临界阻尼临界阻尼 临界阻尼是要使产生位移的系统回到原始临界阻尼是要使产生位移的系统回到原始位量而不发生振动历带所需的最小粘性阻尼位量而不发生振动历带所需的最小粘性阻尼循循 环环 一个循环是周期函数在一个周期内的所有一个循环

3、是周期函数在一个周期内的所有数值序列数值序列技术术语技术术语有阻尼固有频率有阻尼固有频率 有阻尼固有频率是有阻尼线性系统自由振动的频有阻尼固有频率是有阻尼线性系统自由振动的频率有阻尼系统的自由振动，尽管相邻周期的振幅逐率有阻尼系统的自由振动，尽管相邻周期的振幅逐步减小，但在零点步减小，但在零点( (同向的同向的) )间的时间间隔保持不变的间的时间间隔保持不变的少数情况下，仍可看成是周期性的振动频率是上述少数情况下，仍可看成是周期性的振动频率是上述时间间隔的倒数时间间隔的倒数( (见见“固有频率固有频率”和和“无阻尼固有频无阻尼固有频率率”) )阻尼比阻尼比 具有粘性阻尼的传感器，其阻尼比等于实

4、际阻尼具有粘性阻尼的传感器，其阻尼比等于实际阻尼系数与临界阻尼系数之比系数与临界阻尼系数之比分贝分贝 分贝是用来表示一个量相对于某个规定的参考值分贝是用来表示一个量相对于某个规定的参考值的大小的一种单位，它用这两个量之比的以的大小的一种单位，它用这两个量之比的以IogIog为底的为底的对数表示对数表示技术术语技术术语位移位移 位移是一个矢量，它描述物体或质点的位置变化情况，位移是一个矢量，它描述物体或质点的位置变化情况，并且通常由中间位置即静止位置开始计量但是在实际计并且通常由中间位置即静止位置开始计量但是在实际计量中，位移的大小都是用峰峰值来表示的量中，位移的大小都是用峰峰值来表示的位移导纳

5、位移导纳 位移导纳是正弦激振时，位移与力的复数比，其中包含位移导纳是正弦激振时，位移与力的复数比，其中包含着位移与力之间的相位角位移导纳有时称为着位移与力之间的相位角位移导纳有时称为“动柔动柔度度”位移阻抗位移阻抗 位移阻抗是正弦激振时，力与位移的复数比，其中包含位移阻抗是正弦激振时，力与位移的复数比，其中包含着力与位移之间的相位角他移阻抗有时称为着力与位移之间的相位角他移阻抗有时称为“动刚度动刚度”。失真失真 失真是一种不需要的波形变化噪声和某些需要的波形失真是一种不需要的波形变化噪声和某些需要的波形变化变化( (诸如由调制和检波所产生的波形变化诸如由调制和检波所产生的波形变化) )，通常不

6、列入，通常不列入失真失真技术术语技术术语冲击脉冲的持续时间冲击脉冲的持续时间 冲击脉冲的持续时间是冲击脉冲加速度从某一规定值冲击脉冲的持续时间是冲击脉冲加速度从某一规定值( (此值此值与最大幅值之比为一个规定的百分数与最大幅值之比为一个规定的百分数) )上升，然后下降到该上升，然后下降到该值所需要的时间值所需要的时间误差误差( (不确定度不确定度) ) 误差是被测对象的指示值与真值之差误差是被测对象的指示值与真值之差激激 励励 激励是作用在传感器上并使之产生输出的外力或运动激励是作用在传感器上并使之产生输出的外力或运动滤波器滤波器 滤波器是一种把波按照频率分开的装置它使一个或多个频滤波器是一种

7、把波按照频率分开的装置它使一个或多个频带内的波产生根小的损失，而其他频率的波产生很大的损带内的波产生根小的损失，而其他频率的波产生很大的损失失技术术语技术术语自由振动自由振动 自由振动是系统在没有强迫力作用的情况下发生自由振动是系统在没有强迫力作用的情况下发生的振动的振动频率频率 随时间作周期变化的函数，其频率等于周期的随时间作周期变化的函数，其频率等于周期的倒数频率的单位是赫倒数频率的单位是赫(Hz)(Hz)，它代表周秒，它代表周秒重力加速度重力加速度 重力加速度用重力加速度用g g来表示，它随观测点的纬度和来表示，它随观测点的纬度和高度而变化按照国际规定，标准重力加速度高度而变化按照国际规

8、定，标准重力加速度的精确值取的精确值取9.806659.80665米秒米秒(386(386088088英寸秒英寸秒) )。谐波谐波 谐波是一个正弦波，其频率等于相应的周期谐波是一个正弦波，其频率等于相应的周期波的频率的整数倍波的频率的整数倍技术术语技术术语线性线性 线性用以表示校准曲线接近规定直线的程度线性传感线性用以表示校准曲线接近规定直线的程度线性传感器在指定的幅值和频率范围内，灵敏度保持不变器在指定的幅值和频率范围内，灵敏度保持不变被测对象被测对象 被测对象指的是所要进行测量或探明的物理量、性质或被测对象指的是所要进行测量或探明的物理量、性质或情况情况固有频率固有频率 固有频率是单自由度

9、系统作自由振动时的频率对多自固有频率是单自由度系统作自由振动时的频率对多自由度系统来说，固有频率指的是它的正则振型的频率由度系统来说，固有频率指的是它的正则振型的频率噪声噪声 任何不需要的信号称为噪声广而言之，噪声是有用频任何不需要的信号称为噪声广而言之，噪声是有用频带内任何非所需的干扰例如，传输通道或装置内不需要带内任何非所需的干扰例如，传输通道或装置内不需要的电波的电波技术术语技术术语峰峰值峰峰值 振动量峰峰值是该量两极值极大与极小之差。振动量峰峰值是该量两极值极大与极小之差。周期周期 周期函数的周期是使该函数自身重复所需的最小周期函数的周期是使该函数自身重复所需的最小时间增量时间增量压电

10、式传感器压电式传感器 压电式传感器是利用某种非对称晶体的特性来工压电式传感器是利用某种非对称晶体的特性来工作的传感器，这种晶体的材料在变形时会产生电作的传感器，这种晶体的材料在变形时会产生电荷荷压电现象压电现象 压电现象是某些非对称晶体材料受到适当方向的压电现象是某些非对称晶体材料受到适当方向的攻变时，产生与应变成正比的电极化作用的现象；攻变时，产生与应变成正比的电极化作用的现象；逆压电现象是某些非对称晶体材料受到外部电场作逆压电现象是某些非对称晶体材料受到外部电场作用时，产生与电场成正比的机械应变的现象用时，产生与电场成正比的机械应变的现象技术术语技术术语压阻式传感器压阻式传感器 压阻式传感

11、器的工作原理基于半导体或其他晶体材料的电压阻式传感器的工作原理基于半导体或其他晶体材料的电阻率随施加于其上的应力而变化这一特性阻率随施加于其上的应力而变化这一特性相位角相位角 一个正弦振动的相位角是该振动相对于某一作为参照的正一个正弦振动的相位角是该振动相对于某一作为参照的正弦振动的相位超前弦振动的相位超前( (或滞后或滞后) )脉冲上升时间脉冲上升时间 脉冲上升时间是脉冲前沿从一个较小的值脉冲上升时间是脉冲前沿从一个较小的值( (此值与最大值之此值与最大值之比为一个规定的百分数比为一个规定的百分数) )上升到一个较大的值上升到一个较大的值( (此值与最大值此值与最大值之比为另一个规定的百分数

12、之比为另一个规定的百分数) )所需要的时间所需要的时间技术术语技术术语品质因数品质因数 品质因数是度量单自由度机械或电谐振系统的谐振锐度品质因数是度量单自由度机械或电谐振系统的谐振锐度或频率选择性好坏的一个量机械系统的品质因数等于阻尼或频率选择性好坏的一个量机械系统的品质因数等于阻尼比倒数的一半。通常它只用于小阻尼系统。比倒数的一半。通常它只用于小阻尼系统。随机振动随机振动 随机振动是一种不能准确地确定它在任意规定时刻的瞬时随机振动是一种不能准确地确定它在任意规定时刻的瞬时量值的振动其瞬时量值只能用概率分布函数来确定，概率量值的振动其瞬时量值只能用概率分布函数来确定，概率分布函数给出量值分布函

13、数给出量值( (或某个量值序列或某个量值序列) )落在某一确定范围内的落在某一确定范围内的时间占总时间的比例随机振动不包含周期性的或淮周期性时间占总时间的比例随机振动不包含周期性的或淮周期性的成分如果随机振动的瞬时量值按高斯分布，这种随机振的成分如果随机振动的瞬时量值按高斯分布，这种随机振动就称为高斯随机振动动就称为高斯随机振动技术术语技术术语谐振频率谐振频率 谐振频率是传感器灵敏度为最大值时的频率，谐振频率谐振频率是传感器灵敏度为最大值时的频率，谐振频率的定义只适用于小阻尼比的线性传感器有时，特别是由冲的定义只适用于小阻尼比的线性传感器有时，特别是由冲击运动，会激起附加的谐振，这些谐振对应于

14、在弹簧、壳体击运动，会激起附加的谐振，这些谐振对应于在弹簧、壳体或连接接头上局部出现主位移的那些模态或连接接头上局部出现主位移的那些模态灵敏度灵敏度 灵敏度是传感据输出信号值与被测量量值之比灵敏度是传感据输出信号值与被测量量值之比振动台振动台( (振动发生器振动发生器) ) 振动台是一种用来对传感器或其他物体施加可控制和可振动台是一种用来对传感器或其他物体施加可控制和可显现机械振动作用的装置。显现机械振动作用的装置。冲击冲击 机械冲击是一种非周期性激励机械冲击是一种非周期性激励( (例如基底的运动或作用例如基底的运动或作用力力) )其特点是突然而又强烈，遇常在机械系统中引起很大其特点是突然而又

15、强烈，遇常在机械系统中引起很大的相对位移的相对位移技术术语技术术语冲击校准器冲击校准器 冲击校淮器是一种用来对传感器施加可控制和可重现的机冲击校淮器是一种用来对传感器施加可控制和可重现的机械冲击的装置械冲击的装置冲击脉冲冲击脉冲 冲击脉冲是一种相当大的扰动，其特点是加速度由某一桓定值上升，冲击脉冲是一种相当大的扰动，其特点是加速度由某一桓定值上升，然后又下降至该恒定值所经历的时间很短冲击脉冲一般用加速度随时然后又下降至该恒定值所经历的时间很短冲击脉冲一般用加速度随时间变化的曲线表示间变化的曲线表示冲击谱冲击谱 冲击谱是单自由度系统在冲击作用下产生的最大响应曲线它随系统冲击谱是单自由度系统在冲击

16、作用下产生的最大响应曲线它随系统的固有频率而变化描述响应的量可以是加速度、速度，或者是位移的固有频率而变化描述响应的量可以是加速度、速度，或者是位移正弦运动正弦运动 正弦运动是一种位移为时间的正弦函数的运动它有时也称为正弦运动是一种位移为时间的正弦函数的运动它有时也称为“简谐简谐运动运动”标准偏差标准偏差 标推偏差是方差的平方根，即振动量相对于均值的偏差的均方根标推偏差是方差的平方根，即振动量相对于均值的偏差的均方根技术术语技术术语结构阻抗结构阻抗 结构阻抗是正弦激励时，力与运动的复数比，其中包含结构阻抗是正弦激励时，力与运动的复数比，其中包含着力与运动之间的相位角结构阻抗的单位要根据它所用的

17、着力与运动之间的相位角结构阻抗的单位要根据它所用的运动参数是位移、速度还是加速度来确定运动参数是位移、速度还是加速度来确定次谐波响应次谐波响应 次谐波响应是指谐振频率为周期性激励频率分数倍的机械次谐波响应是指谐振频率为周期性激励频率分数倍的机械系统的响应系统的响应. .传感器传感器( (拾振器拾振器) ) 传感器是一种把冲击或振动转换成与运动参数成正比的光、传感器是一种把冲击或振动转换成与运动参数成正比的光、机械或机械或( (最普遍地是最普遍地是) )电信号的装置电信号的装置技术术语技术术语无阻尼固有频率无阻尼固有频率 传感器的无阻尼固有频率是在不考虑阻尼的情况下，质量传感器的无阻尼固有频率是

18、在不考虑阻尼的情况下，质量元件的运动相位相对于传感器底座或壳体的运动相位滞后元件的运动相位相对于传感器底座或壳体的运动相位滞后9090度时正弦激励的频率度时正弦激励的频率( (另见另见“固有频率固有频率”、 “ “有阻尼固有有阻尼固有频率频率”和和“谐振频率谐振频率”) )横向灵敏度横向灵敏度 横向灵敏度是传感器在垂直于其灵敏轴的平面内的运动的横向灵敏度是传感器在垂直于其灵敏轴的平面内的运动的灵敏度它通常用最大横向灵敏度与传感器灵敏度的百分比灵敏度它通常用最大横向灵敏度与传感器灵敏度的百分比表示表示技术术语技术术语速速 度度 速度是位移对时间的变化率，它是一个矢量速度是位移对时间的变化率，它是一个矢量速度导纳速度导纳 速度导纳是正弦激励时，速度与力的复数比，其中包含速速度导纳是正弦激励时，速度与力的复数比，其中包含速度与力之间的相位角速度导纳常常称作度与力之间的相位角速度导纳常常称作“易动性易动性”速度阻抗速度阻抗 速度阻抗是正弦激励时，力与速度的复数比，其中包含着速度阻抗是正弦激励时，力与速度的复数比，其中包含着力与速度之间的相位角速度阻抗常常称作力与速度之间的相位角速度阻抗常常称作“机械阻抗机械阻抗”技术术语技术术语