振動(dòng)測(cè)量

實(shí)驗(yàn)三 振動(dòng)測(cè)量
一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>1、掌握測(cè)試裝置動(dòng)態(tài)特性的系統(tǒng)組成及測(cè)量方法；
2、掌握常用的兩種傳感器的工作原理、使用以及其配套儀器的使用；
3、掌握用總幅值法測(cè)定簡(jiǎn)支梁無(wú)阻尼固有頻率fn和阻尼比的方法。
二、 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備
簡(jiǎn)支梁、二種傳感器及其配套儀器（由學(xué)生自行選擇）
三、 實(shí)驗(yàn)要求
本實(shí)驗(yàn)是一個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，給出一個(gè)簡(jiǎn)支梁系統(tǒng)，要求學(xué)生自行設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單
的檢測(cè)系統(tǒng)，用兩種不同的傳感器測(cè)量出簡(jiǎn)支梁的固有頻率、振型、模態(tài)阻尼、
幅頻特性和相頻特性曲線。包括傳感器的選取、安裝、信號(hào)的分析與處理。
四、 實(shí)驗(yàn)原理
本實(shí)驗(yàn)用頻率響應(yīng)法對(duì)簡(jiǎn)支梁進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量，即由信號(hào)發(fā)生器發(fā)出一個(gè)頻率
可調(diào)的正弦信號(hào)，通過(guò)功率放大器、激振器對(duì)簡(jiǎn)支梁進(jìn)行激振，并由學(xué)生自行選
用磁電式速度計(jì)、壓電式加速度計(jì)、或者電感傳感器及其對(duì)應(yīng)的配套儀器對(duì)簡(jiǎn)支
梁的振動(dòng)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量，從而確定簡(jiǎn)支梁的固有頻率、振型、模態(tài)阻尼、幅頻
特性和相頻特性曲線。
本實(shí)驗(yàn)的模型是一矩形截面簡(jiǎn)支梁（如圖），它是一無(wú)限自由度系統(tǒng)。從理
論上說(shuō)，它應(yīng)有無(wú)限個(gè)固有頻率和主振型，在一般情況下，梁的振動(dòng)是無(wú)窮多個(gè)
主振型的迭加。如果給梁施加一個(gè)合適大小的激擾力，且該力的頻率正好等于梁
的某階固有頻率，就會(huì)產(chǎn)生共振，對(duì)應(yīng)于這一階固有頻率的確定的振動(dòng)形態(tài)叫做
這一階主振型，這時(shí)其它各階振型的影響小得可以忽略不計(jì)。

由彈性體振動(dòng)理論可知，計(jì)算簡(jiǎn)支梁固有頻率理論解為：

五、 測(cè)量方框圖（請(qǐng)?jiān)谙聢D的拾振部分中畫(huà)出你出設(shè)計(jì)的框圖）

五、實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作
（1） 上圖已給出振動(dòng)系統(tǒng)激振部分,請(qǐng)同學(xué)們?cè)谏蠄D中畫(huà)出振動(dòng)系
統(tǒng)的拾部分即所選用的兩種傳感器及其配套設(shè)備的連線圖。
（2） 指導(dǎo)老師檢查合格后方可按圖接線，接線前應(yīng)將所有設(shè)備的電
源關(guān)閉。接好線后請(qǐng)指導(dǎo)老師檢查后方可通電。
（一）XD1 信號(hào)發(fā)生器（或XD2信號(hào)發(fā)生器）的使用
（1） 將電源接入220V 電源，地線應(yīng)接好，以免機(jī)殼帶電。儀器應(yīng)置
于電壓輸出級(jí)。
（2）開(kāi)機(jī)前應(yīng)將電位器旋鈕旋到最小，以防電流過(guò)大。開(kāi)機(jī)后待功率
放大器過(guò)載燈滅，再逐漸加大輸出幅度。
（3） 若想得到足夠的穩(wěn)定度，衰減器應(yīng)置于0dB，負(fù)載置于60dB；
電壓表?yè)芟騼?nèi)側(cè)。開(kāi)機(jī)逐漸加大電位器，使電壓表指示于1V 時(shí)，
預(yù)熱三十分鐘后再使用。
（二） GF-10 功率放大器的使用
（1） 工作開(kāi)關(guān)置于“恒流”檔；
（2） 將增益調(diào)節(jié)旋鈕“逆時(shí)針”旋到最小位置；（3） 接通信號(hào)源，打開(kāi)電源開(kāi)頭，調(diào)整工作電流到100MA（滿量程
1A）；
（4） 操作過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)削波燈亮?xí)r，應(yīng)馬上停止信號(hào)幅度再增加，
以免意外事故。
（三） 壓電式加速度計(jì)的使用
因壓電式加速度計(jì)的電纜彎曲，纏繞以及大幅度的幌動(dòng)，可以使噪聲電
壓增大，因此要用膠布粘住電纜。
（四） DHF-6 電荷放大器的使用
1、 按所用壓電式加速度計(jì)，將輸入電荷靈敏度開(kāi)關(guān)PC/g 置于所
需位置。
2、 按所用的壓電式加速度計(jì)電荷靈敏度，將電荷靈敏度范圍開(kāi)關(guān)
撥到所需位置。
3、 輸出電壓靈敏度應(yīng)盡量要高些，使輸出電壓不小于1V，若過(guò)
1V 時(shí)，過(guò)1V指示燈亮。
4、 輸出電壓靈敏度V/g，通過(guò)增益開(kāi)關(guān)進(jìn)行選擇，以中間的七個(gè)
燈球作為指示標(biāo)志。
5、 放大器前面板上采用兩個(gè)不同插座，當(dāng)采用某一插座時(shí)，另一
插座應(yīng)擰上屏蔽螺帽。
6、 開(kāi)電源后，預(yù)熱十五分鐘，方可使用。
（六）CD-2磁電式加速度計(jì)與JZ-1 激振器的使用
安裝時(shí)，應(yīng)將速度計(jì)（或激振器）的頂桿與振動(dòng)體相接觸，并使頂桿壓至
紅線標(biāo)記處，其外殼應(yīng)用夾頭夾住，夾頭應(yīng)安裝在與大地緊固的不振動(dòng)的支架上。
五、實(shí)驗(yàn)步驟
1、打開(kāi)各儀器的電源開(kāi)關(guān)。
2、選擇XD-1（XD-2）的工作頻率，其方法為：下方六個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)
做頻段的選擇；上方三個(gè)旋鈕是按十進(jìn)制原則細(xì)調(diào)頻率。
3、 根據(jù)計(jì)算出的簡(jiǎn)支梁的理論固有頻率，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器發(fā)出正弦信號(hào)的頻率，使簡(jiǎn)支梁產(chǎn)生共振，找出簡(jiǎn)支梁的實(shí)際固有頻率。并在實(shí)際固有頻率的前后各測(cè)出幾點(diǎn)的振幅、速度、加速度，做出相應(yīng)的幅頻特性、相頻特性。將數(shù)據(jù)記錄在實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)上；
4、指導(dǎo)老師檢查測(cè)量數(shù)據(jù)；
5、關(guān)閉各電源
4、 記錄
1. 簡(jiǎn)支梁b、h、l 各尺寸：b=5cm,h=0.8cm,l=60cm；
2. _______型速度計(jì)；
______型加速度計(jì)，電荷靈敏度________(PC/g)；
信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓_______V；
功率放大器的輸出電流_______mA；
3. 激振點(diǎn)與拾振點(diǎn)的位置（畫(huà)圖表示）；
4. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中（見(jiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)）。