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  • 常见问题答询
    1.数据采集(DAQ)

    数据采集(DAQ),是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析,处理。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。

    数据采集 - 目的

    数据采集,是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。

    数据采集的目的是为了测量电压、电流、温度、压力或声音等物理现象。基于PC的数据采集,通过模块化硬件、应用软件和计算机的结合,进行测量。尽管数据采集系统根据不同的应用需求有不同的定义,但各个系统采集、分析和显示信息的目的却都相同。数据采集系统整合了信号、传感器、激励器、信号调理、数据采集设备和应用软件。

    数据采集 - 原理

    在计算机广泛应用的今天,数据采集的重要性是十分显著的。它是计算机与外部物理世界连接的桥梁。各种类型信号采集的难易程度差别很大。实际采集时,噪声也可能带来一些麻烦。数据采集时,有一些基本原理要注意,还有更多的实际的问题要解决。

    采样频率、抗混叠滤波器和样本数

    假设对一个模拟信号x(t)每隔Δt时间采样一次。时间间隔Δt被称为采样间隔或者采样周期。它的倒数1/Δt被称为采样频率,单位是采样数/每秒。t=0,Δt,2Δt,3Δt……等等,x(t)的数值就被称为采样值。所有x(0),xΔt),x(2Δt)都是采样值。根据采样定理,最低采样频率必须是信号频率的两倍。反过来说,如果给定了采样频率,那么能够正确显示信号而不发生畸变的最大频率叫做恩奎斯特频率,它是采样频率的一半。如果信号中包含频率高于奈奎斯特频率的成分,信号将在直流和恩奎斯特频率之间畸变。

    采样率过低的结果是还原的信号的频率看上去与原始信号不同。这种信号畸变叫做混叠(alias)。出现的混频偏差(aliasfrequency)是输入信号的频率和最靠近的采样率整数倍的差的绝对值。

    采样的结果将会是低于奈奎斯特频率(fs/2=50Hz)的信号可以被正确采样。而频率高于50HZ的信号成分采样时会发生畸变。分别产生了304010Hz的畸变频率F2F3F4   

    计算混频偏差的公式是:

    混频偏差=ABS(采样频率的最近整数倍-输入频率)

    其中ABS表示“绝对值”,

    为了避免这种情况的发生,通常在信号被采集(A/D)之前,经过一个低通滤波器,将信号中高于奈奎斯特频率的信号成分滤去。这个滤波器称为抗混叠滤波器。

    采样频率应当怎样设置。也许可能会首先考虑用采集卡支持的最大频率。但是,较长时间使用很高的采样率可能会导致没有足够的内存或者硬盘存储数据太慢。理论上设置采样频率为被采集信号最高频率成分的2倍就够了,实际上工程中选用510倍,有时为了较好地还原波形,甚至更高一些。

    通常,信号采集后都要去做适当的信号处理,例如FFT等。这里对样本数又有一个要求,一般不能只提供一个信号周期的数据样本,希望有510个周期,甚至更多的样本。并且希望所提供的样本总数是整周期个数的。这里又发生一个困难,并不知道,或不确切知道被采信号的频率,因此不但采样率不一定是信号频率的整倍数,也不能保证提供整周期数的样本。所有的仅仅是一个时间序列的离散的函数x(n)和采样频率。这是测量与分析的唯一依据。数据采集卡,数据采集模块,数据采集仪表等,都是数据采集工具。

    数据采集 - 系统实例

    在一些工业现场中,设备长时间运行容易出现故障,为了监控这些设备,通常利用数据采集装置采集他们运行时的数据并送给PC机,通过运行在PC机上的特定软件对这些数据进行分析,以此判断当前运行设备的状况,进而采取相应措施。当前常用的数据采集装置,在其系统软件设计中,多采用单任务顺序机制。这样就存在系统安全性差的问题。这对于稳定性、实时性要求很高的数据采集装置来说是不允许的,因此有必要引入嵌入式操作系统。

     

     

    2.PXI总线是什么
     

    PXI是一个模块化的平台。PXI将计算机PCI 总线、Compact PCI完美地结合到测试仪器中。首先在可靠性、稳定性和测量精度等方面拥有模块化优点;其次PCI总线还有着许多先天性优点,如数据宽度、数据速率等;第三PXICompact PCI保持兼容,技术优势可不断发展。

    亿恒科技研发了Premax数据采集与分析仪,采用PXI总线,并紧密结合千兆以太网技术,集成了多种数据采集卡、信号输出卡,并配有强大的嵌入式实时处理系统。该系统具有强大的扩展性和灵活性,您可以根据需要配置输入、输出硬件模块和分析软件模块,构建出一个性能卓越的输入高达1024通道的测试分析平台。

    同时,PXI总线和千兆网相结合的数据传输和管理能力保证了1024通道的同步数据采集与传输,使得系统具有优良的扩展性和可靠性。Premax利用QNX实时操作系统和机载板卡DSP,实现了数据的实时分析处理和多种分析功能。Premax为航空、航天工程、汽车工程、土木工程以及工业测试等领域提供了测试测量、分析处理、状态监测以及可靠性试验振动控制等手段。

    3.传感器

    中文名称:传感器

    英文名称:sensor;measuring element;transducer

    定义1:能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。

    1.传感器的定义

    国家标准GB7665-87对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

    “传感器”在新韦式大词典中定义为:  -“从一个系统接受功率,通常以另一种形式将功率送到第二个系统中的器件”。  根据这个定义,传感器的作用是将一种能量转换成另一种能量形式,所以不少学者也用“换能器-Transducer”来称谓“传感器-Sensor”。

    2.传感器的作用

    人们为了从外界获取信息,必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官,在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况,就需要传感器。因此可以说,传感器是人类五官的延长,又称之为电五官。  新技术革命的到来,世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中,首先要解决的就是要获取准确可靠的信息,而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。  在现代工业生产尤其是自动化生产过程中,要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态,并使产品达到最好的质量。因此可以说,没有众多的优良的传感器,现代化生产也就失去了基础。  在基础学科研究中,传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展,进入了许多新领域:例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙,微观上要观察小到 nm的粒子世界,纵向上要观察长达数十万年的天体演化,短到 s的瞬间反应。此外,还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究,如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁砀等等。显然,要获取大量人类感官无法直接获取的信息,没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍,首先就在于对象信息的获取存在困难,而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现,往往会导致该领域内的突破。一些传感器的发展,往往是一些边缘学科开发的先驱。  传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说,从茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各种复杂的工程系统,几乎每一个现代化项目,都离不开各种各样的传感器。  由此可见,传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用,是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来,传感器技术将会出现一个飞跃,达到与其重要地位相称的新水平。

    3.传感器的原理

    传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应,诸如压电效应,磁致伸缩现象,离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器,被测信号量的微小变化也将转换成电信号。向传感器提供±15V电源,激磁电路中的晶体振荡器产生400Hz的方波,经过TDA2030功率放大器即产生交流激磁功率电源,通过能源环形变压器T1从静止的初级线圈传递至旋转的次级线圈,得到的交流电源通过轴上的整流滤波电路得到±5V的直流电源,该电源做运算放大器AD822的工作电源;由基准电源AD589与双运放AD822组成的高精度稳压电源产生±4.5V的精密直流电源,该电源既作为电桥电源,又作为放大器及V/F转换器的工作电源。当弹性轴受扭时,应变桥检测得到的mV级的应变信号通过仪表放大器AD620放大成1.5v±1v的强信号,再通过V/F转换器LM131变换成频率信号,通过信号环形变压器T2从旋转的初级线圈传递至静止次级线圈,再经过外壳上的信号处理电路滤波、整形即可得到与弹性轴承受的扭矩成正比的频率信号,该信号为TTL电平,既可提供给专用二次仪表或频率计显示也可直接送计算机处理。由于该旋转变压器动--静环之间只有零点几毫米的间隙,加之传感器轴上部分都密封在金属外壳之内,形成有效的屏蔽,因此具有很强的抗干扰能力。有些传感器既不能划分到物理类,也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多,例如可靠性问题,规模生产的可能性,价格问题等,解决了这类难题,化学传感器的应用将会有巨大增长。

    4.传感器的应用

    常见的:

      1.自动门,利用人体的红外微波来开关门

      2.烟雾报警器,利用烟敏电阻来测量烟雾浓度,从而达到报警目的

      3.手机,数码相机的照相机,利用光学传感器来捕获图象

      4.电子称,利用力学传感器(导体应变片技术)来测量物体对应变片的压力,从而达到测量重量目的

      5.水位报警,温度报警,湿度报警,光学报警等都是……

      智能传感器已广泛应用于航天、航空、国防、科技和工农业生产等各个领域中。例如,它在机器人领域中有着广阔应用前景,智能传感器使机器人具有类人的五官和大脑功能,可感知各种现象,完成各种动作。在工业生产中,利用传统的传感器无法对某些产品质量指标(例如,黏度、硬度、表面光洁度、成分、颜色及味道等)进行快速直接测量并在线控制。而利用智能传感器可直接测量与产品质量指标有函数关系的生产过程中的某些量(如温度、压力、流量等)Cygnus公司生产了一种"葡萄糖手表",其外观像普通手表一样,戴上它就能实现无疼、无血、连续的血糖测试。"葡萄糖手表"上有一块涂着试剂的垫子,当垫子与皮肤接触时,葡萄糖分子就被吸附到垫子上,并与试剂发生电化学反应,产生电流。传感器测量该电流,经处理器计算出与该电流对应的血糖浓度,并以数字量显示。

    5.传感器的分类

    可以用不同的观点对传感器进行分类:它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应);它们的用途;它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。

    根据传感器工作原理,可分为物理传感器和化学传感器二大类:

    传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应,诸如压电效应,磁致伸缩现象,离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。

    化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器,被测信号量的微小变化也将转换成电信号。

    有些传感器既不能划分到物理类,也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多,例如可靠性问题,规模生产的可能性,价格问题等,解决了这类难题,化学传感器的应用将会有巨大增长。

    常见传感器的应用领域和工作原理列于下表。

    1、传感器按照其用途分类:

      压力敏和力敏传感器 位置传感器

      液面传感器 能耗传感器

      速度传感器 加速度传感器

      射线辐射传感器 热敏传感器

      24GHz雷达传感器

    2、传感器按照其原理分类:

      振动传感器 湿敏传感器   磁敏传感器气敏传感器  真空度传感器生物传感器等。

    3、传感器按照其输出信号为标准分类:

      模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。

      数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)

      膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)

      开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时,传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。

    4、传感器按照其材料为标准分类:

     在外界因素的作用下,所有材料都会作出相应的、具有特征性的反应。它们中的那些对外界作用最敏感的材料,即那些具有功能特性的材料,被用来制作传感器的敏感元件。

    从所应用的材料观点出发可将传感器分成下列几类:

    (1)按照其所用材料的类别分  金属 聚合物 陶瓷 混合物   

    (2)按材料的物理性质分:导体 绝缘体 半导体 磁性材料   

    (3)按材料的晶体结构分:  单晶 多晶 非晶材料   

    与采用新材料紧密相关的传感器开发工作,可以归纳为下述三个方向:  

    (1)在已知的材料中探索新的现象、效应和反应,然后使它们能在传感器技术中得到实际使用。  

    (2)探索新的材料,应用那些已知的现象、效应和反应来改进传感器技术。  

    (3)在研究新型材料的基础上探索新现象、新效应和反应,并在传感器技术中加以具体实施。  现代传感器制造业的进展取决于用于传感器技术的新材料和敏感元件的开发强度。传感器开发的基本趋势是和半导体以及介质材料的应用密切关联的。

    5、传感器按照其制造工艺分类:

    集成传感器 薄膜传感器 厚膜传感器陶瓷传感器

    集成传感器是用标准的生产硅基半导体集成电路的工艺技术制造的。通常还将用于初步处理被测信号的部分电路也集成在同一芯片上。

    薄膜传感器则是通过沉积在介质衬底(基板)上的,相应敏感材料的薄膜形成的。使用混合工艺时,同样可将部分电路制造在此基板上。

    厚膜传感器是利用相应材料的浆料,涂覆在陶瓷基片上制成的,基片通常是Al2O3制成的,然后进行热处理,使厚膜成形。

    陶瓷传感器采用标准的陶瓷工艺或其某种变种工艺(溶胶-凝胶等)生产。

    完成适当的预备性操作之后,已成形的元件在高温中进行烧结。厚膜和陶瓷传感器这二种工艺之间有许多共同特性,在某些方面,可以认为厚膜工艺是陶瓷工艺的一种变型。  每种工艺技术都有自己的优点和不足。由于研究、开发和生产所需的资本投入较低,以及传感器参数的高稳定性等原因,采用陶瓷和厚膜传感器比较合理。

    6、传感器根据测量目的不同分类

     物理型传感器是利用被测量物质的某些物理性质发生明显变化的特性制成的。

     化学型传感器是利用能把化学物质的成分、浓度等化学量转化成电学量的敏感元件制成的。

     生物型传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的,用以检测与识别生物体内化学成分的传感器。

     

    4.模态分析
     

    1.什么是模态分析?

    模态分析的经典定义:将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标变换为模态坐标,使方程组解耦,成为一组以模态坐标及模态参数描述的独立方程,以便求出系统的模态参数。坐标变换的变换矩阵为模态矩阵,其每列为模态振型。

    2.模态分析有什么用处?

    模态分析所的最终目标在是识别出系统的模态参数,为结构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。

    模态分析技术的应用可归结为一下几个方面:

    1) 评价现有结构系统的动态特性;

    2) 在新产品设计中进行结构动态特性的预估和优化设计;

    3) 诊断及预报结构系统的故障;

    4) 控制结构的辐射噪声;

    5) 识别结构系统的载荷。

    模态分析是研究结构动力特性一种近代方法,是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。模态是机械结构的固有振动特性,每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些模态参数可以由计算或试验分析取得,这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。这个分析过程如果是由有限元计算的方法取得的,则称为计算模记分析;如果通过试验将采集的系统输入与输出信号经过参数识别获得模态参数,称为试验模态分析。通常,模态分析都是指试验模态分析。振动模态是弹性结构的固有的、整体的特性。如果通过模态分析方法搞清楚了结构物在某一易受影响的频率范围内各阶主要模态的特性,就可能预言结构在此频段内在外部或内部各种振源作用下实际振动响应。因此,模态分析是结构动态设计及设备的故障诊断的重要方法。

    机器、建筑物、航天航空飞行器、船舶、汽车等的实际振动千姿百态、瞬息变化。模态分析提供了研究各种实际结构振动的一条有效途径。首先,将结构物在静止状态下进行人为激振,通过测量激振力与胯动响应并进行双通道快速傅里叶变换(FFT)分析,得到任意两点之间的机械导纳函数(传递函数)。用模态分析理论通过对试验导纳函数的曲线拟合,识别出结构物的模态参数,从而建立起结构物的模态模型。根据模态叠加原理,在已知各种载荷时间历程的情况下,就可以预言结构物的实际振动的响应历程或响应谱。

    近十多年来,由于计算机技术、FFT分析仪、高速数据采集系统以及振动传感器、激励器等技术的发展,试验模态分析得到了很快的发展,受到了机械、电力、建筑、水利、航空、航天等许多产业部门的高度重视。已有多种档次、各种原理的模态分析硬件与软件问世。在各种各样的模态分析方法中,大致均可分为四个基本过程:

    1)动态数据的采集及频响函数或脉冲响应函数分析

    1)激励方法。试验模态分析是人为地对结构物施加一定动态激励,采集各点的振动响应信号及激振力信号,根据力及响应信号,用各种参数识别方法获取模态参数。激励方法不同,相应识别方法也不同。目前主要由单输入单输出(SISO)、单输入多输出(SIMO)多输入多输出(MIMO)三种方法。以输入力的信号特征还可分为正弦慢扫描、正弦快扫描、稳态随机(包括白噪声、宽带噪声或伪随机)、瞬态激励(包括随机脉冲激励)等。

    2)数据采集。SISO方法要求同时高速采集输入与输出两个点的信号,用不断移动激励点位置或响应点位置的办法取得振形数据。SIMOMIMO的方法则要求大量通道数据的高速并行采集,因此要求大量的振动测量传感器或激振器,试验成本较高。

    3)时域或频域信号处理。例如谱分析、传递函数估计、脉冲响应测量以及滤波、相关分析等。

    2)建立结构数学模型根据已知条件,建立一种描述结构状态及特性的模型,作为计算及识别参数依据。目前一般假定系统为线性的。由于采用的识别方法不同,也分为频域建模和时域建模。根据阻尼特性及频率耦合程度分为实模态或复模态模型等。

    3)参数识别按识别域的不同可分为频域法、时域法和混合域法,后者是指在时域识别复特征值,再回到频域中识别振型,激励方式不同(SISOSIMOMIMO),相应的参数识别方法也不尽相同。并非越复杂的方法识别的结果越可靠。对于目前能够进行的大多数不是十分复杂的结构,只要取得了可靠的频响数据,即使用较简单的识别方法也可能获得良好的模态参数;反之,即使用最复杂的数学模型、最高级的拟合方法,如果频响测量数据不可靠,则识别的结果一定不会理想。

    4)振形动画参数识别的结果得到了结构的模态参数模型,即一组固有频率、模态阻尼以及相应各阶模态的振形。由于结构复杂,由许多自由度组成的振形也相当复杂,必须采用动画的方法,将放大了的振形叠加到原始的几何形状上。

    以上四个步骤是模态试验及分析的主要过程。而支持这个过程的除了激振拾振装置、双通道FFT分析仪、台式或便携式计算机等硬件外,还要有一个完善的模态分析软件包。通用的模态分析软件包必须适合各种结构物的几何物征,设置多种坐标系,划分多个子结构,具有多种拟合方法,并能将结构的模态振动在屏幕上三维实时动画显示。

    2.结构动力修改与灵敏度分析

    结构动力修改(Structure Dynamic Modify——SDM)有两个含义:①如果机器作了某种设计上的修改,它的动力学特性将会有何种变化?这个问题被称为SDM的正问题。②如果要求结构动力学参数作某种改变,应该对设计作何种修改?这是SDM的反问题。

    上述两个问题,如果局限在有限元计算模型内解决,其正问题是比较简单的,即只要改变参数重新计算一次就可以。其反问题就是特征值的反问题,由于结构的复杂性和数学处理的难度较大,目前在理论上还不完善。只有涉及雅可比矩阵的问题得到了比较完善的解决,相应的力学模型是弹簧质量单向串联系统或杆件经过有限元或差分法离散的系统。此外,特征值反问题的解决要求未修改系统计算的特征值及特征向量是精确的。因此,现在通常所指的SDM是指在试验模态分析基础上的。

    不论是结构动力修改的正问题还是反问题,都要涉及针对结构进行修改。为了避免修改的盲目性,人们自然要问,如何修改才是最见成效的?换而言之,对一个机械系统,是进行质量修改,还是进行刚度修改?质量或刚度修改时,在机械结构上何处修改才是最灵敏部位,使得以较少的修改量得到较大的收获?由此,引出了结构动力修改中的灵敏度分析技术。目前较为常见的是基于摄动的灵敏度分析。

    模态分析技术从20世纪60年代后期发展至今已趋成熟,它和有限元分析技术一起成为结构动力学的两大支柱模态分析作为一种“逆问题”分析方法,是建立在实验基础上的,采用实验与理论相结合的方法来处理工程中的振动问题。

    5.频谱分析仪

    将信号源发出的信号强度按频率顺序展开,使其成为频率的函数,并考察变化规律,称为频谱分析。运用傅里叶级数或傅里叶变换,就能实现把时间域信号变换成频率域信号,称为信号的频率描述或称为频谱分析。

    频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器,用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量,可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数,是一种多用途的电子测量仪器。它又可称为频域示波器、跟踪示波器、分析示波器、谐波分析器、频率特性分析仪或傅里叶分析仪等。现代频谱分析仪能以模拟方式或数字方式显示分析结果,能分析1赫以下的甚低频到亚毫米波段的全部无线电频段的电信号。仪器内部若采用数字电路和微处理器,具有存储和运算功能;配置标准接口,就容易构成自动测试系统。

    频谱分析仪 - 简介

    频谱分析仪是对无线电信号进行测量的必备手段,是从事电子产品研发、生产、检验的常用工具。因此,应用十分广泛,被称为工程师的射频万用表。
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    、传统频谱分析仪
    传统的频谱分析仪的前端电路是一定带宽内可调谐的接收机,输入信号经变频器变频后由低通滤器输出,滤波输出作为垂直分量,频率作为水平分量,在示波器屏幕上绘出坐标图,就是输入信号的频谱图。由于变频器可以达到很宽的频率,例如30Hz-30GHz,与外部混频器配合,可扩展到100GHz以上,频谱分析仪是频率覆盖最宽的测量仪器之一。无论测量连续信号或调制信号,频谱分析仪都是很理想的测量工具。但是,传统的频谱分析仪也有明显的缺点,它只能测量频率的幅度,缺少相位信息,因此属于标量仪器而不是矢量仪器。
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    、现代频谱分析仪
      基于快速傅里叶变换(FFT)的现代频谱分析仪,通过傅里叶运算将被测信号分解成分立的频率分量,达到与传统频谱分析仪同样的结果,。这种新型的频谱分析仪采用数字方法直接由模拟/数字转换器(ADC)对输入信号取样,再经FFT处理后获得频谱分布图。 
      在这种频谱分析仪中,为获得良好的仪器线性度和高分辨率,对信号进行数据采集时 ADC的取样率最少等于输入信号最高频率的两倍,亦即频率上限是100MHz的实时频谱分析仪需要ADC200MS/S的取样率。
      目前半导体工艺水平可制成分辨率8位和取样率4GS/SADC或者分辨率12位和取样率800MS/SADC,亦即,原理上仪器可达到2GHz的带宽,为了扩展频率上限,可在ADC前端增加下变频器,本振采用数字调谐振荡器。这种混合式的频谱分析仪可扩展到几GHz以下的频段使用。
      FFT的性能用取样点数和取样率来表征,例如用100KS/S的取样率对输入信号取样1024,则最高输入频率是50KHz和分辨率是50Hz。如果取样点数为2048,则分辨率提高到25Hz。由此可知,最高输人频率取决于取样率,分辨率取决于取样点数。FFT运算时间与取样,点数成对数关系,频谱分析仪需要高频率、高分辨率和高速运算时,要选用高速的FFT硬件,或者相应的数字信号处理器(DSP)芯片。例如,10MHz输入频率的1024点的运算时间80μs,10KHz1024点的运算时间变为64ms,1KHz1024点的运算时间增加至640ms。当运算时间超过200ms,屏幕的反应变慢,不适于眼睛的观察,补救办法是减少取样点数,使运算时间降低至200ms以下。
    3
    、用FFT计算信号频谱的算法
    离散付里叶变换X(k)可看成是z变换在单位圆上的等距离采样值
    同样,Xk)也可看作是序列付氏变换Xejω)的采样,采样间隔为ωN=2π/N
    由此看出,离散付里叶变换实质上是其频谱的离散频域采样,对频率具有选择性(ωk=2πk/N),在这些点上反映了信号的频谱。

    根据采样定律,一个频带有限的信号,可以对它进行时域采样而不丢失任何信息,FFT变换则说明对于时间有限的信号(有限长序列),也可以对其进行频域采样,而不丢失任何信息。所以只要时间序列足够长,采样足够密,频域采样也就可较好地反映信号的频谱趋势,所以FFT可以用以进行连续信号的频谱分析

    频谱分析仪原理

    频谱分析仪系统主要的功能是在频域里显示输入信号的频谱特性,频谱分析仪依信号处理方式的不同,一般有两种类型,即时频谱分析仪(Real-Time Spectrum Analyzer)与扫描调谐频谱分析仪(Sweep-Tuned Spectrum Analyzer).即时频率分析仪的功能为在同一瞬间显示频域的信号振幅,其工作原理是针对不同的频率信号而有相对应的滤波器与检知器(Detector),再经由同步的多工扫描器将信号传送到CRT萤幕上,其优点是能显示周期性杂散波(Periodic Random Waves)的瞬间反应,其缺点是价昂且性能受限於频宽范围,滤波器的数目与最大的多工交换时间(Switching Time),最常用的频谱分析仪是扫描调谐频谱分析仪,其基本结构类似超外差式接收器,工作原理是输入信号经衰减器直接外加到混波器,可调变的本地振荡器经与CRT同步的扫描产生器产生随时间作线性变化的振荡频率,经混波器与输入信号混波降频后的中频信号(IF)再放大,滤波与检波传送到CRT的垂直方向板,因此在CRT的纵轴显示信号振幅与频率的对应关系。影响信号反应的重要部份为滤波器频宽,滤波器之特性为高斯滤波器(Gaussian-Shaped Filter),影响的功能就是量测时常见到的解析频宽(RBW,ResolutionBandwidth)RBW代表两个不同频率的信号能够被清楚的分辨出来的最低频宽差异,两个不同频率的信号频宽如低於频谱分析仪的RBW,此时该两信号将重叠,难以分辨,较低的RBW固然有助於不同频率信号的分辨与量测,低的RBW将滤除较高频率的信号成份,导致信号显示时产生失真,失真值与设定的RBW密切相关,较高的RBW固然有助於宽频带信号的侦测,将增加杂讯底层值(Noise Floor),降低量测灵敏度,对於侦测低强度的信号易产生阻碍,因此适当的RBW宽度是正确使用频谱分析仪重要的概念。

     

    6.什么是随机振动
     

    随机,就是任意,无规则。随机振动就是无规则,杂乱无章的振动。

    表述一个随机振动比表述一个正弦振动要复杂。表述一个正弦振动用频率和振幅或加速度就可以了。

    说随机振动之前先说一下非正弦的周期振动。周期振动包含与其周期相对应的基频,以及若干与基频整数倍的频率,各个频率都有它各自的振幅。可以用均方根振幅或均方根加速度来表示周期振动的强度。而随机振动没有固定的周期,它包含的的频率成分是连续的而不像周期振动那样离散的。所以振幅或加速度要用随频率的变化曲线来表示,这个曲线叫频谱曲线。

    我们也常用均方根加速度表示随机振动的强度,还要用所谓“加速度功率谱密度”曲线代替频谱曲线表示其频率特性。

    再说一点,随机振动的均方根加速度以(m/s2)为单位时,加速度功率谱密度以(m2/s3)为单位。但也常用重力加速度(G)为均方根加速度的单位,而相应的加速度功率谱密度的单位为(G2/Hz)。

    7.传感器标定
     

    任何一种传感器在装配完成后都必须按设计指标进行全面严格的性能鉴定。使用一段时间以后(中国计量法规定一般为一年)或经过修理,也必须对主要技术指标进行校准试验以便确保传感器的各项性能达到使用要求。

    传感器的标定,就是通过实验确立传感器的输出量和输入量之间的对应关系,同时也确定不同使用条件下的误差关系。

    传感器的标定有两层含义:

    1)   确定传感器的性能指标

    2)   明确这些性能指标所适用的工作环境

    传感器标定的基本方法:

    传感器标定的基本方法是将已知的被测量(亦即标准量)输入给待标定的传感器,同时得到传感器的输出量,对所获得的传感器输入量和输出量进行处理和比较,从而得到一系列表征两者对应关系的标定曲线,进而得到传感器性能指标的实测结果。

    传感器标定时,所用测量设备的精度通常要比待标定传感器的精度高一个数量级(至少要高1/3以上)。

    为了保证各种被测量量值的一致性和准确性,很多国家都建立了一系列计量器具(包括传感器)检定的组织和规程、管理办法。我国由国家计量局、中国计量科学研究院和部、省、市计量部门以及一些大企业的计量站进行制定和实施。国家计量局(1989年后由国家技术监督局)制定和发布了力值、长度、压力、温度等一系列计量器具规程,并于19859月公布了《中华人民共和国计量法》,其中规定:计量检定必须按照国家计量检定系统表进行。计量检定系统表是建立计量标准、制定检定规程、开展检定工作、组织量值传递的重要依据。

    工程测量中传感器的标定,应在与其使用条件相似的环境下进行。为获得高的标定精度,应将传感器及其配用的电缆(尤其像电容式、压电式传感器等)、放大器等测试系统一起标定。

    8.请问模态测试的支撑方式有哪些 ?
     1. 试验结构的支撑方式

        试验结构分为原型和模型两种,对于已有的不很特殊的结构,可采用试验原型。对图纸阶段的结构或特殊结构,如超大、超重或超小超轻结构,只能采用模型试验。采用试验模型时,需要根据相似理论制作模型,不仅几何相似,还要考虑动力相似。

        不管是原型还是模型试验,试验结构边界条件都是要考虑的重量因素,不同边界条件的结构特性可能完全不同。如一个自由梁与一个悬臂梁或简支梁的振动特性完全不同。因此,必须要正确模拟被测结构的边界条件。

        从力学意义上考虑,边界条件可分为几何边界、力边界条件、运动边界条件等等。在模态实验中,对系统固有特性影响最大的是几何边界条件,也即试验结构的支撑条件。支撑条件一般是有自由支撑、固定支撑、原装支撑。  

        如果被测结构是完整的,则模态试验中的边界条件也应是完整的,即应以模拟结构实际工作状态为原则。如果采用模态综合法将被测结构分为子结构来进行模态试验,则边界条件就以模态综合法的要求确定。

     2. 自由支撑

       有些振动结构的工作状态为自由状态,如空中飞行的飞机、火箭、导弹、卫星等,这类结构在做整体模型试验时,要求具有自由边界条件。

        事实上,很难达到完全自由的约束状态。为此采用的支撑应尽量柔软,即具有较低的支撑刚度和阻尼。这样的支撑称为自由支撑。经常采用的方式有橡皮绳悬挂、弹簧悬挂、气垫支撑、空气弹簧支撑、螺旋弹簧支撑等等。采用自由支撑后,相当于给结构增加了柔软约束,刚体模态频率不再是零,弹性模态也会受到影响。但由于自由支撑的刚度、阻尼较小,结构的弹性模态不会受到很大的影响。比如,刚性体模态最高频率占到结构最低弹性模态固有频率的1/3时,自由支撑对结构最低弹性模态固有频率的影响只有1%,故自由支撑一般能达到较好的效果。如果将自由支撑点选在结构上关心模态的节点附近,并使支撑体系与该阶模态主振动方向正交,则自由支撑对该阶模态的影响将达到最理想的效果。

    有些边界条件非完全自由而受到弱约束的结构也可以采用自由支撑。如汽车、摩托车、自行车、轮船等,所受的约束相对结构自身刚度来说小得多了。这类结构采用自由支撑也是适当的。运用模态综合法研究子结构模态特性时,经常采用自由支撑。

    3. 固定支撑

        固定支撑用于结构承受刚性约束的情形,故又称刚性支撑,如高层建筑、大坝的模型试验需要采用固定支撑。许多具有刚性基础的机械结构也应采用刚性支撑。

        固定支撑要求支撑具有较大的刚度和质量,才能减少对结构高阶模态的影响。一般以实测支撑系统的最低固有频率大于所关心的结构最高固有频率的3倍为参考标准。

        运用模态综合法研究子结构模态特性时,有时也采用固定支撑。

    4. 原装支撑

        原装支撑是广泛应用的一种支撑方式。事实上,自由支撑和固定支撑都是原装支撑的特殊情况。对完整结构来说,原装支撑是最优边界模拟。

        在现场模态试验中,实际安装中的结构原型便具有最优原装支撑,无需做任何变动。在实验室实验中,则要尽量模拟现场的安装条件。对某些放置于地面上的结构(如各种车辆),在实验室进行模态试验时,完全可以自由地置于地面上进行测试,这类结构自身的支撑系统已做到较好的模拟实际边界条件。

    另外指出,大多数模态实验是在静态下进行的,即被测结构处于静态。有些结构在静、动态下的特性相差较多,如具有滑动轴承的转子,欲获得结构在动态下的固有特性,应在运行状态下进行模态实验, 如果结构静、动态特性的差异只由边界条件决定,亦可在静态下模拟动态边界条件,但往往是困难的。

        以上三种支撑方式并无优劣之分,而是视具体问题而定。对完整结构而言,事实上应尽量做到原装支撑。

    9.什么是模态分析?
         模态分析是研究结构动力特性一种近代方法,是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。模态是机械结构的固有振动特性,每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些模态参数可以由计算或试验分析取得,这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。这个分析过程如果是由有限元计算的方法取得的,则称为计算模态分析;如果通过试验将采集的系统输入与输出信号经过参数识别获得模态参数,称为试验模态分析。通常,模态分析都是指试验模态分析。振动模态是弹性结构的固有的、整体的特性。如果通过模态分析方法搞清楚了结构物在某一易受影响的频率范围内各阶主要模态的特性,就可能预言结构在此频段内在外部或内部各种振源作用下实际振动响应。因此,模态分析是结构动态设计及设备的故障诊断的重要方法。 
          模态分析最终目标在是识别出系统的模态参数,为结构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。
    10.模态分析的步骤是什么?

    一. 模态分析的步骤是什么?

    机器、建筑物、航天航空飞行器、船舶、汽车等的实际振动千姿百态、瞬息变化。模态分析提供了研究各种实际结构振动的一条有效途径。首先,将结构物在静止状态下进行人为激振,通过测量激振力与振动动响应并进行双通道快速傅里叶变换(FFT)分析,得到任意两点之间的机械导纳函数(传递函数)。用模态分析理论通过对试验导纳函数的曲线拟合,识别出结构物的模态参数,从而建立起结构物的模态模型。根据模态叠加原理,在已知各种载荷时间历程的情况下,就可以预言结构物的实际振动的响应历程或响应谱。
            近十多年来,由于计算机技术、FFT分析仪、高速数据采集系统以及振动传感器、激励器等技术的发展,试验模态分析得到了很快的发展,受到了机械、电力、建筑、水利、航空、航天等许多产业部门的高度重视。已有多种档次、各种原理的模态分析硬件与软件问世。在各种各样的模态分析方法中,大致均可分为四个基本过程:
     1. 动态数据的采集及频响函数或脉冲响应函数分析
     (1) 激励方法。试验模态分析是人为地对结构物施加一定动态激励,采集各点的振动响应信号及激振力信号,根据力及响应信号,用各种参数识别方法获取模态参数。激励方法不同,相应识别方法也不同。目前主要由单输入单输出(SISO)、单输入多输出(SIMO)多输入多输出(MIMO)三种方法。以输入力的信号特征还可分为正弦慢扫描、正弦快扫描、稳态随机(包括白噪声、宽带噪声或伪随机)、瞬态激励(包括随机脉冲激励)等。
     (2)数据采集。SISO方法要求同时高速采集输入与输出两个点的信号,用不断移动激励点位置或响应点位置的办法取得振形数据。SIMO及MIMO的方法则要求大量通道数据的高速并行采集,因此要求大量的振动测量传感器或激振器,试验成本较高。
    (3)时域或频域信号处理。例如谱分析、传递函数估计、脉冲响应测量以及滤波、相关分析等。
    2. 结构数学模型
            根据已知条件,建立一种描述结构状态及特性的模型,作为计算及识别参数依据。目前一般假定系统为线性的。由于采用的识别方法不同,也分为频域建模和时域建模。根据阻尼特性及频率耦合程度分为实模态或复模态模型等。
    3. 参数识别
             按识别域的不同可分为频域法、时域法和混合域法,后者是指在时域识别复特征值,再回到频域中识别振型,激励方式不同(SISO、SIMO、MIMO),相应的参数识别方法也不尽相同。并非越复杂的方法识别的结果越可靠。对于目前能够进行的大多数不是十分复杂的结构,只要取得了可靠的频响数据,即使用较简单的识别方法也可能获得良好的模态参数;反之,即使用最复杂的数学模型、最高级的拟合方法,如果频响测量数据不可靠,则识别的结果一定不会理想。
    4. 振形动画
             参数识别的结果得到了结构的模态参数模型,即一组固有频率、模态阻尼以及相应各阶模态的振形。由于结构复杂,由许多自由度组成的振形也相当复杂,必须采用动画的方法,将放大了的振形叠加到原始的几何形状上。
                以上四个步骤是模态试验及分析的主要过程。而支持这个过程的除了激振拾振装置、双通道FFT分析仪、台式或便携式计算机等硬件外,还要有一个完善的模态分析软件包。通用的模态分析软件包必须适合各种结构物的几何物征,设置多种坐标系,划分多个子结构,具有多种拟合方法,并能将结构的模态振动在屏幕上三维实时动画显示。

    二. 模态参数有那些?

    模态参数有:模态频率、模态质量、模态向量、模态刚度和模态阻尼等。

    11.模态分析有什么用处?
     模态分析所的最终目标在是识别出系统的模态参数,为结构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。模态分析技术的应用可归结为以下几个方面:
    1. 评价现有结构系统的动态特性; 
        通过结构的模态分析可以求得各阶模态参数(模态频率、模态振型以及模态阻尼),从而评价结构的动态特性是否符合要求,并校验理论计算结构的准确性。
    2. 在新产品设计中进行结构动态特性的预估和优化设计;
    3.
    诊断及预报结构系统的故障; 
       近年来,结构故障技术发展迅速,而模态分析已成为故障诊断的一个重要方法。利用结构模态参数的改变来诊断故障是一种有效方法。例如,根据模态频率的变化可以判断裂纹的出现;根据振型的分析可以确定断裂的位置;根据转子支承系统阻尼的改变,可以诊断与预报转子系统的失稳等。
    4.
    控制结构的辐射噪声; 
       结构噪声是由于结构振动所引起的。结构振动时,各阶模态对噪声的“贡献”并不相同,对噪声贡献较大的几阶模态称为“优势模态”。抑制或者调整优势模态,便可降低噪声。而优势模态的确定,必须建立在模态

    分析基础之上。
    5.
    识别结构系统的载荷。 
      某些结构在工作时所承受的载荷很难测量,这时,可通过实测响应和由模态分析所得的模态参数加以识别。此方法在航空,航天及核工程中应用广泛。

     

    模态分析的应用领域

    1.  航空航天飞行器、船舶、汽车工业等 
    2.  土木领域:大桥、大坝、高层建筑、海洋平台、闸门、桩基检测
    3. 各种机械设备:如机床、发电设备、压缩机、气轮机
    4. 军工领域

    12.振动(冲击)和转速基础知识问答?

    1、问:什么是振动?
    答:物体或质点相对于平衡位置所作的往复运动叫振动。
    2
    、问:描述振动主要有几个参数,它们相互关系如何?(正弦振动)
    答:描述振动的主要参数有:振幅、速度、加速度。单频正弦振动频率为f时,振幅单峰值为D,则其速度单峰值为,加速度单峰值为。
    3
    、问:加速度的单位如何表示?
    答:加速度在振动工程界常用g表示,在国际单位(SI)中用的单位是,读米每秒平方,在我国通常1g=9.80665
    4
    、问:压电加速度计的工作原理是什么?
    答:压电加速度计是利用压电晶体的正电压效应工作的,即压电晶体片受到外力的作用而变形时,内部会产生极化现象,并在其表面产生电荷,当外力去掉后又恢复原状。压电晶体和质量块通过弹簧紧压在一起安装在盒形金属壳内,就组成了压电加速度计。
    当加速度计受到振动或冲击时,由于惯性的作用,质量块将产生一个与其受到的振动。冲击成比例的惯性力而作用在压电晶体上。通过测量晶体上的电荷变化,可测得这个惯性力,由于,通过这个惯性力就可测得振动和冲击的加速度值。这就是压电加速度计的基本工作原理。
    5
    、问:就振动传感器的自振频率和阻尼系数而言,位移、速度、加速度、传感器各自工作在其自振频率(传感器固有谐频)的什么区域?其阻尼系数的大小如何?
    答:对一般惯性传感器而言,加速度计的工作区域为从极低频到小于其自振频率以下,位移传感器的工作区间为自振频率以上到很高的频率,而速度计则工作在自振频率附近。
    加速度计和位移计的阻尼系数一般都小于1,而速度计的阻尼系数却大于1。这样使用的目的都是为保证在工作频率范围内幅频特性和相频特性都是平直的,可以不失真地测量相应的振动量值。
    6
    、问:在加速度计的质量不可忽略时,应如何考虑加速度计所测得的加速度值?
    答:一般来说被测的物体附加上加速度计后,加速度计测得的加速度值要小于没有附加加速度计时的值:式中:--带加速度计时测得的加速度值。
    --
    无加速度计时的结构的加速度值。
    --
    结构部件的质量
    --
    加速度计的质量。
    在特殊情况下,由于加速度计的安装引起了构件的共振,这时,加速度测量值就要大大超过预计的值,应当考虑换另外型号的加速度计或另想其他办法。
    当和被测物体相比小的很多(如十分之一以上),通常就近似认为=7、问:什么是压电加速度计的幅值线性度?检定加速度计的幅值线性度的目的是什么?
    答:在压电加速度计的使用范围内(如极限加速度范围内),不同加速度时,传感器的灵敏度相对于参考灵敏度的偏差和参考灵敏度的比值,为加速度计的幅值线性度。用公式表示是:式中:--幅值线性度。
    --
    在加速度为某值时的灵敏度。
    --
    参考灵敏度。
    检定加速度计的幅值线性度的目的是为了确定加速度计的动态使用范围,例如规程规定,用于振动、冲击测量时,其幅值线性度应分别小于±5%和±10%而标准压电加速度计则应小于±3%。
    8
    、问:工作压电加速度计的加速度参考灵敏度的定义是什么?
    答:工作加速度计参考灵敏度的定义是:在一套规定的条件下(振幅、频率、温度、总电容、放大器输入电阻、安装力矩等)工作加速度计的电输出与它安装面所承受的加速度之比。
    9
    、问:什么是安装刚度?它在振动、冲击测量中有何影响?
    答:为了测量物体的振动,必须将接触式振动传感器接触或安装到被测物体上,任何安装方式都是弹性连接的,如果传感器和被测物体完全联在一起,形成一体,这就是物理学中所说的成为一个刚体了。这时,安装刚度很大很大,弹性很小很小,这就是安装刚度的概念。
    实际安装时,安装刚度不可能无限大,则传感器的质量与安装的弹性组成了一个弹簧质量系统。如果这个系统的谐振频率很小,则传感器测出的振动就不但有被测物体的振动,还有传感器安装弹簧系统的振动,总而言之,传感器安装弹簧共振的话,失真就非常大了。
    如压电加速度计有以下几种典型安装方式:手持接触,橡皮泥安装、蜡粘结、磁铁吸附安装,502胶粘结,绝缘螺钉安装、钢制螺钉安装等。显然按这些顺序排列的安装方式,其安装谐振频率越来越高,即安装弹性越来越小,安装刚度越来越大。
    10
    、问:某工厂生产的压电加速度计在出厂检验证中有一张频率特性曲线,曲线是从200Hz35kHz,请说明该加速度计在200Hz以下能用吗?
    答:200Hz以下可以使用,因为加速度计的频率响应从几百赫以下都是平直的,一般可延伸到十赫左右,再往下,就要考查放大器的特性是否合适。如放大器比较好,0.5dB下限频率可以到1Hz以下。出厂时只给出200Hz的起点,是频响装置所限,而不是传感器的原因。
    11
    、问:举出输出电量正比于加速度、速度和位移的传感器。
    答:输出电量正比于加速度的传感器有:压电加速度计,伺服加速度计,应变式加速度计。
    输出电量正比于速度的传感器有:电磁传感器、速度传感器、地震仪。
    输出电量正比于位移的传感器有:涡流传感器、电容传感器、差动变压器传感器、光纤位移传感器、激光干涉议。
    12
    、问:什么叫传感器的横向灵敏度和横向灵敏度比?
    答:对单轴向传感器来说,横向灵敏度是指在承受横向振动时,传感器的电输出与输入振动量之比,它是频率和传感器横向面位置的函数。
    横向灵敏度比表示为横向灵敏度的最大值与该传感器轴向灵敏度的比值,以百分数表示。其公式是其中:TSR--横向灵敏度比
    --
    横向灵敏度
    --
    轴向灵敏度
    13
    、问:常用的机械式振动台和电动式振动台在激振原理方面有什么不同?其主要特点是什么?
    答:机械式振动台是由偏心质量在转动时产生的惯性力或由偏心连杆在运动时产生的偏心距来激振的。其主要特点是振动频率低,频带窄、波形失真大、无漏磁、幅度调节不方便,很难自动扫频。
    电动式振动台是通过载流导体在磁场中产生电动力的原理来激振的。其主要特点是下限频率较高,频带宽,波形失真小,幅度调节和频率调节都很方便,有的还可以自动扫频,但台面往往有漏磁,成本较高。
    14
    、问:什么是振动台的交越频率?同样推力的振动台,交越频率低意味着什么?
    答:在振动环境试验中,交越频率是指振动特征量由一种关系变为另一种关系的频率点。例如由等位移频率关系变为等速度频率关系时,就有一个交越频率。推力=式中:m--振动台活动部分质量
    M--
    振动承载质量
    D--
    振动台位移单峰值
    推力相同,交越频率低,意味着承载能力大(M可大些)或位移幅值大;或者意味着频带范围宽。因此同样的推力,交越频率低,意味着台子的性能优越。
    15
    、问:试述电动振动台气隙的作用?
    答:电动振动台的不动部分如磁铁,励磁、线圈或永久磁铁的磁缸和可动部分例如动圈、悬挂弹簧及台面,是靠气隙互相耦合的,气隙虽小,却起很重要的作用,它把电气系统和机械系统耦合起来了。
    气隙过小,易造成摩擦损坏且波形不好,这是不允许的;气隙过大则电气耦合弱,电机转换效率低。因此要求气隙干净、干燥,如果是压缩空气的话,还要求气流稳定,否则会产生噪声、漂移、窜动或波形失真。
    16
    、问:什么是振动台的低频窜扰?其产生的主要原因是什么?
    答:振动台低频窜扰的是指在规定的振动波形上,叠加着一个低频大振幅的振动现象。
    形成低频窜扰的原因很多,主要由机械导向,传动部分的干摩擦和机械台的传动皮带轮引起的共振造成的。电动台有时会由于50Hz的干扰引起窜扰。所以增加机械台的润滑,保持电动台的气隙洁净,减少各种机械传动干扰和50Hz电源干扰。一般可以消除低频窜扰。
    17
    、问:使用凸轮式碰撞台的主要要点有哪些?
    答:1)根据试验要求,按有关标准选择严酷等级和安装试件。
    2
    )对于二侧加垫层的碰撞台,其缓冲垫层必须按标定时的严酷等级所要求的顺序排列,且二侧一一对应。
    3
    )碰撞台在使用中改变严酷等级,更换垫层和停用时,必须注意安全,工作结束后必须使碰撞台面与缓冲垫层脱离接触,为避免垫层长期受压而改变其特性。
    18
    、问:电动振动台的活动系统质量应如何测定?
    答:保持振动台的推力不变,分别测出空载和加载时的加速度值,就可确定振动台活动系统的质量。具体作法:保持电动台功放的电流不变,分别测出台面空载和加载N公斤(质量)时的加速度和,则活动系统的质量为:
    (公斤)
    19
    、问:什么叫转速?
    答:在工程技术上把作圆周运动的物体在单位时间内转过的圈数叫作转速。
    20
    、问:什么叫平均角速度?
    答:作圆周运动的物体在单位时间内经过的角位移叫作平均角速度()。
    21
    、问:转速的单位名称及符号是什么?
    答:转速的单位名称是:转每分,单位符号是:。
    22
    、问:手持式转速表在检定时其转轴上的测头应与标准转速装置转轴保持什么样的位置?
    答:手持式转速表的转轴测头应与标准转速装置转轴的接触在同一轴线上,且无滑动现象。
    23
    、问:定时式转速表的工作原理是什么?
    答:定时式转速表是按照在一定的时间间隔内测量旋转体转数的方法确定转速平均值,并由指针在表盘上直接指示被测转速值。为了测定时间间隔,在定时转速表上装有定时机构,定时转速表由此得名。
    24
    、问试写出离心式转速表指针摆幅率的计算式,并写明式中各符号的意义。测试指针摆幅率的意义是什么?
    答:计算公式为:式中:--同一检定点每次测定的指针摆幅值()
    N--
    被检表相应量限的上限值()。
    测试摆幅率的意义在于检查被测仪表的安装状况(固定式转速表)或被检表与标准转速装置的接触状况和被测转速表的内部零件紧固状况。无论是安装、接触状况不好,还是内部有故障,摆幅率都会超差。在摆幅率合格后,方可进行其他各项检定。
    25
    、问:离心式转速表的原理是什么?
    答:离心式转速表是利用物体旋转时产生的离心力来测量转速的。当离心式转速表的转轴随被测物体转动时,离心器上的重物在惯性离心力作用下离开轴心,并通过传动系统带动指针回转。当指针上的弹簧反作用力矩和惯性离心力矩相平衡时,指针停止在偏转后所指示的刻度值处,即为被测转速值。这就是离心式转速表的原理。
    26
    、问:离心式转速表和定时式转速表各有何有缺点?
    答:离心式转速表是根据旋转时产生离心力的原理做成的,结构简单,使用方便,但是由于转速和离心力的非线性,使这种表存在着方法误差、工艺上的误差,因而其精度影响也大。
    定时式转速表是在时间间隔内测量旋转体转数,再确定转速平均值,因此这种表精度较高,体积较小,较轻便。
    二者是机械式转速表,精度都不是很高,但是价格便宜,使用方便。
    这种转速表都是接触式测量,不能进行非接触式测量。
    27
    、问:试述磁感应式转速表的测转速原理。
    答:磁感应式转速表是根据磁感应原理制成的。磁感应式转速表的表轴上永磁体转动,就形成了旋转的磁场。在此磁场内的敏感元件由于磁场的旋转而切割磁力线,并产生感应电流,这一电流与永磁体相互作用而产生力矩(即涡流电磁力矩),此力矩和表头上装的游丝反作用力矩相平衡时,转速表表盘上的指针就指出了此时的被测转速值。这就是磁感应转速表测量转速的原理。
    28
    、问:试简述频闪转速的原理?
    答:频闪测转速,是基于频闪效应原理的。所谓频闪效应就是物体在人的视觉中消失后,人的眼睛能保留一定时间的视觉印象(视后效)的现象。视后效的持续时间,在物体一般光度的条件下约1/15-1/20S的范围内。若来自被观察物体的刺激信号是一个跟着一个断续的,每次都少于1/20S,则视觉印象来不及消失,从而给人以连续而固定的假象。
    若用一闪一闪的光照明旋转圆盘,在盘上偏离圆心的位置做以明显的记号,则当闪光的闪次/分与旋转圆盘的转速相等时,圆盘上的记号即呈现停止状态。若闪次/分为已知,则可测定圆盘的转速。
    这就是频闪测速的原理。
    29
    、问:闪频法测转速的计算公式是什么?请说明公式中各符号的意义。
    答:闪频法测转速的计算公式是
    式中:--闪频灯的闪光次数。
    --
    待测转速。
    --
    为闪频象停留序数,它是两次闪光间被测物转过的圈数,实际上是旋转物体转速比闪光次数高的倍数,通常选k=1mz共同称为当频闪象停留时在闪频盘上出现的频闪点数,而其中z是频闪盘上贴的标记数,m是闪光频率超过转速的倍数。也就是说贴的标记越多,闪光频率越高,频闪盘上的频闪点数就多。
    转速高于闪光频率k倍,将形成单定象,闪光频率比转速高m倍时,将形成m重象。
    30
    、问:电子计数式转速表的精度等级是怎么划分的?
    答:电子计数式转速表的等级是百分误差表示的,安 1-2-5序列分等。其主要技术指标有四个,即示值误差,示值变动性,计数器时基准确度,计数器4小时时基稳定度。
    等级划分如下(%):
    0.01
    0.020.050.10.20.51
    示值误差指标是(设等级为A);
    ±A%×n±1
    个字。
    示值变动性指标是(设等级为A;
    ±A%×n±2
    个字。
    计数器时基准确度和4小时时基稳定度指标是:
    0.01
    级均为;0.02级均为;0.05级均为0.1级以下的转速表对此二项不作要求。
    31
    、问:试简述电子计数转速表时基稳定度的检定方法,并给出时基稳定度计算公式?
    答:电子计数式转速表时基稳定度可用二种方式检定,一种是用标准频率源送信号给表,一种是用标准频率计检表内的晶体振荡器。
    无论哪种方式都是开机后预热半小时以上,读取第一个数值,然后每隔半小时测量一次,每次读取一个显示值,连续测量4小时,读取九个显示值。表的时基准确度计算如下:

    式中时基稳定度;
    4
    小时内读数的最大显示值和最小显示值;
    或者是标准频率的读数;或者是表内晶体振荡器的读数。
    32
    、问:何谓测频法?简述其工作原理。
    答:测频法,在转速测量计量中是指用测量频率的方法去测量转速。
    用接触或非接触的方法做成的转速传感器取来转速信号,将其送入频率计数器,而频率计数器给出标准时间间隔,例如0.1126103060s等等,在此时间间隔内由频率计数器记下传感器送入的脉冲数,即测出了旋转的频率。而转速和旋转频率的关系是:
    n=60×f
    因此转速通过测量频率的方法可以获得。
    电子计数式转速表测出了频率,直接就转换成了转速(r/min)。

    13.传感器安装方式对振动测试的影响?

    一、传感器的安装有方向性,传感器的外形一般是以圆柱体为主,它的轴线要与振动方向一致,否则传感器测量到的就是振动的横向分量了,采集到的数据不准确。
    二、对于固定点和测量点 GB/T2423-10-1995 中规定如下:
          3.1 固定点 fixing point
          样品与夹具或与振动台点接触的部分,在使用中通常是固定样品的地方。如果实际安装结构的一部分作夹具使用,则应取安装结构和振动台点接触的部分作固定点,而不应取样品和振动台点接触的部分作固定点。
          3.2 测量点 measuring point
    试验中采集数据的某些特定点具有两种形式,下面给出其定义。
    注:为了评价样品的性能,可以在样品中的许多点上进行测量,但在本标准中,这种情况不作为测量点看待,对这方面的更详细的叙述见附录A2.1。
        3.2.1 检测点 check point
        位于夹具、振动台或祥品上的点,并且要尽可能接近于一固定点,而且在任何情况下,都要和固定点刚性连接。
          试验的要求是通过若干检测点的数据来保证的。
          如果存在四个或四个以下的固定点,则每一个都用作检测点。如果存在四个以上的固定点,则有关规范中应规定四个具有代表性的固定点作检测点用。
           在特殊情况下,例如对大型或复杂样品,如果要求检测点在其他地方(不紧靠固定点),则在有关规范中规定。
          当大量的小样品安装在一个夹具中时,或当一个小样品具有许多固定点时,为了导出控制信号,可选用单个检测点(即基准点),但该点应选自样品和夹具的固定点而不应选自夹具和振动台的固定点。这仅当夹具装上样品等负载后的最低共振频率充分高过试验频率的上限时才是可行的。
          3.2.2 基准点 reference point
          是从检测点中选定的点,为了满足本标准的要求,该点上的信号是用来作控制试验之用的。   
           测量点加速度传感器的安装:与控制加速度计的安装类似,但测量点必须选在试件刚性较大的地方,否则测出的振动可能是局部振动并不反映测试点的总体振动情况。

    三、对下图测量曲线的分析
           从下图可以看到蓝色曲线是 CH1控制点曲线,浅绿曲线是CH2测量点曲线。红、黄是退出和警告曲线。另两个是目标和共振曲线。
           试验条件是10-100Hz,加速度是10M/S^2;此曲线是试验结束后保存的数据。
           从图中可看出目标曲线、共振曲线、与控制点的曲线基本是重叠的,说明了振动试验正常,产品在振动时无大的偏差。
           我们再看测量点CH2的曲线波形是断续的,不是连续的,在某些频率范围内测量值很小甚至没有信号输出了。从40Hz开始,测量逐步在增大,在60和约71-72Hz两个点出现尖峰值了。很明显测量点的输出信号是不正常,测量曲线的波形是断续的,说明测量信号时有时没有。这个原因有两种情况,一是传感器及连接线之间有虚断存在或传感器坏了。二是可能传感器安装不对了;三可能是有干扰信号。
            
            光从一个图片,我们是很难找出问题存在的原因。
            经过进一步的了解,产品是通过一个减振器安装在台面上的,控制点传感器安装在台面上,测量点的传感器是安装在产品上。通过检查和控制点与测量点互换排除了传感器和连接的故障,最后查出真正的原因是测量点的传感器安装方向不对,采集到的产品横向振动的信号。
            为什么测量点的曲线测量曲线的波形是断续的,原因在于产品是安装在减振器上,在低频时,产品在减振器无振动,横向分量小,从40Hz以后,产品在减振器开始产生有附加振动,即横向分量开始加大了。而在振动试验中,振动方向的横向是不受控制,因此振动幅值变化很大,让人误以为是传感器连接不好或干扰信号了。

    14.常用可靠性试验分类?

    可靠性试验大体可以分为筛选试验、评价鉴定试验及寿命试验(耐久性试验)等。所有的可靠性试验都离不了环境试验,因此环境试验是可靠性试验的重要组成部分,目前环境试验被认为是确认与改善工业产品质量主要方法。

    筛选试验:消除在早期失效期发生的产品缺陷及不良问题,提高产品可靠性的试验。

    评价鉴定试验:产品选择的比对试验、产品的质量认证试验、交收验收试验(失效率试验)。失效率试验是可以确定一定失效率的期间内进行的试验,常被用于交收试验和质量认证。

    寿命试验:用于调查分析何时出现电子元器件和机械零件的摩耗和使用寿命的问题,使用寿命的故障分布函数呈什么样的形状以及分析失效率上升的原因而进行的试验。

    2.1 试验形式

    2.1 筛选试验

    筛选(Screening ): 采用非破坏性应力检查所有产品消除隐患。

    筛选测试:主要用于消除早期失效和减少不合格产品数目。筛选测试经常被生产方作为出厂检查,使用方作为使用前的检查。包括高温条件下的测试和其他应力测试,筛选测试被广泛采用在高可靠产品所使用的各类元器件、组件。

    筛选试验:为了决定理想的筛选试验应力,必须首先分析早期失效和确定最有可能引起这些失效的应力类型。

    2.2 老化试验

    老化(Burn-in): 产品或元器件在投入使用之前试工作一段时间用于稳定产品性能。

    老化试验:目的是为了通过试验剔除浴盆曲线中的早期失效,常用于整机、组件。为了保证试验时不使产品劣化变质,达到甄选缺陷品的目的,其重点是试验条件如何设定。

    2.3 型式试验(验证试验、定型试验)

    型式试验在产品研制和开发阶段同步或后期进行,试验目的是考核研制的产品在满足技术指标情况下对各种环境条件的适应性。为生产的产品取得相应质量许可作准备。

    型式试验应尽量涵盖环境试验的内容。在开发阶段对元器件、PCB板、连接器等易产生问题的部件要通过试验做到心中有数,生产过程中的部分试验(如焊接温度、焊接时间、固化温度、固化时间、静电防护),成品阶段的产品环境适应性。

    2.4 例行试验

    例行试验在产品稳定生产的过程中进行,分批次的例行试验,定期的例行试验,试验内容以高低温、温循、温冲、湿热为主。可以对产品也可对半成品、组件、或关键件进行试验。

    2.5 寿命试验

    研制和生产单位最为关心的问题是产品定型生产后,产品的可靠性和长期工作寿命,寿命试验作为评价产品的使用时间是非常必要的。


    寿命试验和相应的统计计算相结合可以得出产品的可靠性指标,因此产品的可靠性是和寿命试验紧密相连的。对不同产品的可靠性可以有以下不同的关注:

    1、短期可靠性

    2、长期可靠性

    3、无故障工作时间

    2.6 其他试验(在实际工作中常发生)

    在用户的使用中往往会提出比某一项原定技术指标更高要求的使用条件,因此必须进行超额使用的试验。例如230℃、10秒的耐焊接热元器件,能否在260℃、6秒的条件下使用。

    15.什么是动刚度?

    结构在特定的动态激扰下抵抗变形的能力。

      静载荷下抵抗变形的能力称为静刚度,动载荷下抵抗变形的能力称为动刚度,即引起单位振幅所需要的动态力。

      静刚度一般用结构的在静载荷作用下的变形多少来衡量,动刚度则是用结构的固有频率来衡量;

      如果动作用力变化很慢,即动作用力变化的频率远小于结构的固有频率时,可以认为动刚度和静刚度基本相同。否则,动作用力的频率远大于结构的固有频率时,结构则不容易变形,即变形较小,此时结构的动刚度相对激扰较大。

      但动作用力的频率与结构的固有频率相近时,有可能出现共振现象,此时动刚度最小,变形最大。

      因此,动刚度是衡量结构抵抗预定动态激扰能力的特性。

      特别地,对于橡胶等粘弹性体减振元件,其动刚度是描述减振性能的关键指标。这时往往使用复数形式的动刚度。在此情况下,复数动刚度等于复数力(频率的函数)与复数的位移(频率的函数)的比值。该复数动刚度的实部即静刚度(频率为0时的动刚度),虚部体现了阻尼效应。虚部除以实部的商的反正切称为损失角(loss angle)。

    16.力锤激振的采样频率设置问题?

    如题:  我最近作模态试验,激振设备是一只力锤,新买的LC-01A,内置压电传感器为CL-YD-303,说明书上有一幅图显示铝帽力的脉冲宽度为0.2-0.3ms,那么采样频率应该设置多少才好呢?

    我现在用20kHz采,可是总采不到力脉冲,不过当我用手压锤头时信号会很好(缓慢的一个半正弦信号),我开始担心20kHz不够,但是我换了另外的一台采集设备,结果在1kHz就可以采到了。这是怎么回事呢

    我的第一台测试设备是经过标准信号测试过的(包括硬件&软件)。

    我还想问一下钢帽对钢试件时力脉冲的宽度大概有多少,我的说明书中没有给出。

     先把采集仪选用示波功能,此时不记录冲击信号的,用锤击打一次,采集仪就要在激励信号通道里出现一个尖峰脉,而在响应的通道出现一个衰减的波形。这样是正常显示。

    按楼主用说,用手压锤头波形就出来了,可能是设置的采集时间太短了,于是屏幕显示的时间更短,采集仪采集到信号后不一定会显示出力脉冲信号了,而你在用手压时,施加的信号周期长,于是采集仪就显示出来了。

    其实很简单,如果响应通道有了信号,就说明激励信号已经施加上了。把采集时间设置为10秒或更长些,再试试。

    采样频率的设置,要根据被结构的响应频率来选择,如预计结构的固有频率是在500Hz左右,设置采样频率是20K,那么分析的最高频率就是10K,那么频率的分辨率低,在500Hz左右的误差就大了。

    锤头的选择同样是如此的,不同材质的锤头产生激励的频率段是不同的,只有激励频率段与响应的频率接近时才能测试出准确的数据了。

    锤击试验看起来简单,在正式的测试前最好还是先练习练习,多锤几次,保证手腕灵活自如,用力大小相差不多,这样正式试验时就不会超差了;

    敲击的质量可以听声音,应该是“当--”要有些回音,这时得到响应曲线,衰减的周期就会长些。响应曲线的好坏就与结构的悬挂及安装有关系了。

    锤击时手法不太好,那么得到的波形不好,得到的数据就会很准确了。

    技术水平的提高在于重视每个环节,每个细节的重视;技术水平的提高来自反复的练习和不断的尝试和对比改进。

    17.传感器与采样频率的选用原则?

    传感器与采样频率的选用原则:

    1、了解所测试的频率范围,对于一般的机械振动,振动频率到2000Hz,再高也是3KHz就足了。到了具体的测试只会比2KHz更低了。

    2、传感器的频率范围要超过测试的频率范围,这就是保证采集的信号不失真,另外就是传感器的最大测试的量级不能超过了,否则就会削波了。

    3、采样频率是最大的测试频率的2.56倍,最好是取10-20倍。更高的采样频率是将记录的数据更真实地还原信号。

    另外就传感器的不同类型,即不同的工作原理对信号 的反应也是不同的。

    如速度传感器的核心是一个滑动的电感线圈,质量大反应较慢,因此速度传感器的频率范围就是0.5-300Hz,同样是记录一个50Hz的振动信号,用记录信2KHz采样频率得到的信号就是一个正弦波了,

       用加速度传感器频率范围是0.5~10000Hz。同样是记录一个50Hz的振动信号,用记录信2KHz采样频率得到的信号就不是一个正弦波了,会有很多高频率成分叠加在一起而成为一个三角波或其他形状了。

    传感器只是一个不同的物理量之间的转换器,传感器的功能的物理转换,不具备记录数据功能,因此对于传感器就没有采样频率这一说法了。

    对于数据采集仪将采集到的信号进行保存时,才有了采样频率,在相同的采样时间内,采样频率越高,记录的信号就越多,更能反应真实的信号了。

    加速度传感器频率范围是0.5~10000Hz。这个指标是传感器的使用频率范围,即在此频率范围内,传感器所输出的电压或电荷大小与所测试的加速度是成正比例的。即在此频率范围,频响应曲线接近为一条水平直线了。

    而数据记录时的采样频率是每秒保存数据的个数,与传感器的使用频率范围是不相关的两个参数了。

    18.振动台夹具的重量要求与检验?

    使用铝合金材料主要是降低夹具的重量,毕竟振动台的推力是有限的。

    夹具可以理解为振动台与试件间的一个转接装置,夹具的底端是动圈台侧所螺丝孔连接,上面就是连接试件的,这是夹具的连接功能了。

    第二就是夹具的刚度要高,就是夹具的结构方面的要求了。

    第三就是减轻重量,在相同的结构情况下选用密度较小的材料,即用铝镁合金代替钢材料了。也可以用电胶木板或塑料材料。

    总之是要在结构刚度高的前提下来减轻重量,

    夹具的重量轻了,刚度小了共振频率低了,这样的夹具是没法用的。

     

    如何验证夹具的性能呢?

    夹具做好后首先检查与动圈和试件的连接尺寸是否正确。

    夹具安装在振动台上做一个正弦扫频,扫频的上限频率比试验要求的最高频率高个200-500Hz,定加速度1G,找出夹具的共振频率并检查夹具各部分的振动均匀性。

    对正弦振动试验,共振频率要高出试验最高频率200-300Hz以上;而随机振动试验有的试验条件在高频段功率谱密度值很小,因此共振频率略小于最高试验频率时,随机振动试验有时也是可以通过的。

    夹具各部分的均匀性如果只有一个传感器器就把传感器分别固定在不同部位上多做几次共振搜索,再比较各个点的共振频率点是否相同了。当然是各点的共振频率相差越小越好了。

    夹具的负载性检查:即在振动台的能力范围内,逐步加大夹具空载试验时的加速度,接近或超过带上负载后振动台所需要的推力;如试件加上夹具重5KG试验的加速度是10G,而夹具重是2KG,刚空载时夹具试验的加速度最大就可以设置到25G及以上了,当然试验要小于台体的最大推力了。

    随机试验时来要验证台体的随机推力的出力能否达到要求的。

    夹具安装上试件后再做共振搜索,检查夹具装上试件后的共振频率能否i8ak满足试验的要求。

    19.如何在随机振动试验中消除夹具自身固有频率的影响?

    比如做个随机振动试验  20-2000Hz 0.1g2/Hz,但是夹具自身的固有频率是1000Hz,这样夹具就对整个试验结果产生了影响,怎样能消除或减少这个影响??

    l  具体情况,具体处理。如果确定是因为安装造成的夹具上出现的共振峰,改进安装。
    夹具本身的共振峰,局部可以加强。
    主要看是共振峰对应的模态,从这方面改进。毕竟是工装试验,可采取的措施相对较多。
    还有就是使用力传感器。
    我觉得还是个过试验和欠试验的问题。
    笼统的做法是在控制仪上设置,对应的1000hz设置成凹谱。
    个人看法。希望能帮你拓展思路。

    l  如果一般说说不痛不痒,你能不能具体说说你碰到什么麻烦?
    严格讲夹具共振是很难克服的,你的夹具共振严重不严重?打出你的图来看看?
    可以打出测量点的谱图,驱动谱图,如果没强烈的共振峰,就不要去管它.

    l  可以说做一个2000Hz的测试要做一个理想的夹具是很困难的(根据个人经验)。
    几人建议采用多点平均值加振(有波峰波谷)或者最大值加振(只有波峰),
    如果是大物件有条件的话建议采用多点同振。

    20.共振频率与固有频率是不是同一个?

    从数值上来说,它们是相等的。但是两个概念是不同的。

    当一个装置成型时,他本身发生的振动的频率是固定的,这一频率就是固有频率。比如一个单摆做好后,他的振动频率等于2*Pi*l/g^1/2),l是单摆的长度,g是重力加速度,所以这个单摆的振幅无论多大,加在下面的东西多重,只要是没有外界的干扰,都以一个频率振动(固有频率)。

    而当我们用一个周期的力推这个单摆时,会发现,单摆的振幅是和这个力的频率有关的,只有这个力的频率和单摆的固有频率相同时,振幅才最大,而这时就发生了共振现象。相应的频率共振频率。换句话讲,共振频率是指发生共振现象时的频率。

    固有频率和共振频率的联系是什么??

    固有频率是某种物质特有的固定震动频率。我们知道,每种物质都会振动。但因为物质中微观粒子的差异性,每种物质的频率都不同。物质在一定频率的外力作用下会以该外力的频率振动,在物理学上叫受迫振动。但因为会消耗能量,所以受迫振动的振幅会变小。当外力的频率与物质的固有频率相同时,振幅会达到最大。也就是发生了共震!

    什么是共振频率?一个物体的固有频率可以计算吗?

    共振频率与它的硬度、质量、外形尺寸有关,当其发生形变时,弹力使其恢复,弹力主要与尺寸和硬度有关,质量影响其加速度。同样外形时,硬度高的频率高,质量大的频率低。

     

    T=2*圆周率*根号下m/k

    共振和那些因素有关,共振时被动振动的物体吸收能量后是否会再释放出来?需要很长时间才能释放么?

    当发生共振时,被动振动的物体和振动源的振动达到同步,使被动振动的物体能量增加,我想知道如果我前面说的没有错误的话,当振动停止时,是否被动振动的物体的能量会释放出来?时间上能衡量么?

    还有共振产生的条件之一是振动源的频率和物体固有频率相同,请问固有频率和那些因素有关?具体说,是微小颗粒的固有频率和那些因素有关?

    与它的硬度、质量、外形尺寸有关,当其发生形变时,弹力使其恢复,弹力主要与尺寸和硬度有关,质量影响其加速度。同样外形时,硬度高的频率高,质量大的频率低

    具体如下:

    1.外形尺寸:弹性系数大频率低,面积大频率低、长度短频率低。

    2.质地晶格结构和外形:不同的原子面对应的外形频率不同。(石英晶振有ATBTSC等不同多种切割方法)

    3.温度:温度高低对谐振体内部晶格排列有影响故而影响频率。

    4.硬度:硬度高、频率高

    5.谐振体(谐振腔)的环境参照(或叫作支点):谐振体单端支点、中心支点等都会影响其频率。

    计算频率公式计算误差较大,一般使用特定温度、电压等外界条件后,使用频率计来实测比较准确

    21.振动台夹具的重量要求与检验?

    使用铝合金材料主要是降低夹具的重量,毕竟振动台的推力是有限的。

    夹具可以理解为振动台与试件间的一个转接装置,夹具的底端是动圈台厕所螺丝孔连接,上面就是连接试件的,这是夹具的连接功能了。

    第二就是夹具的刚度要高,就是夹具的结构方面的要求了。

    第三就是减轻重量,在相同的结构情况下选用密度较小的材料,即用铝镁合金代替钢材料了。也可以用电胶木板或塑料材料。

    总之是要在结构刚度高的前提下来减轻重量,

    夹具的重量轻了,刚度小了共振频率低了,这样的夹具是没法用的。

    如何验证夹具的性能呢?

    夹具做好后首先检查与动圈和试件的连接尺寸是否正确。

    夹具安装在振动台上做一个正弦扫频,扫频的上限频率比试验要求的最高频率高个200-500Hz,定加速度1G,找出夹具的共振频率并检查夹具各部分的振动均匀性。

    对正弦振动试验,共振频率要高出试验最高频率200-300Hz以上;而随机振动试验有的试验条件在高频段功率谱密度值很小,因此共振频率略小于最高试验频率时,随机振动试验有时也是可以通过的。

    夹具各部分的均匀性如果只有一个传感器器就把传感器分别固定在不同部位上多做几次共振搜索,再比较各个点的共振频率点是否相同了。当然是各点的共振频率相差越小越好了。

    夹具的负载性检查:即在振动台的能力范围内,逐步加大夹具空载试验时的加速度,接近或超过带上负载后振动台所需要的推力;如试件加上夹具重5KG试验的加速度是10G,而夹具重是2KG,刚空载时夹具试验的加速度最大就可以设置到25G及以上了,当然试验要小于台体的最大推力了。

    随机试验时来要验证台体的随机推力的出力能否达到要求的。

    夹具安装上试件后再做共振搜索,检查夹具装上试件后的共振频率能否i8ak满足试验的要求。

    22.频闪仪?

    频闪仪是指控制光源发光,以特定频率快速闪动的光学测量仪器。频闪仪可以发出短暂又频密的闪光,当闪光频率与被测物体的转动运动速度接近或同步时,利用眼睛的视觉暂留或视频同步,能轻易观测到高速运动物体的表面质量或运行状况。

    频闪仪应用领域

    现在,频闪仪已被广泛应用于军工、航天、钢铁业、印刷包装业、造纸业、船舶制造、汽车工业、轮胎检测、电机测试、计量、产品研发等行业领域。具体应用于:对飞机引擎的运行、震动进行视觉监测;钢材冷轧车间以及薄板镀层车间,视觉监测产品表面缺陷;螺旋桨,涡轮机及推进系统中气蚀现象的监测;纸制品表面质量检测和纸幅成形过程的检测;印刷包装生产过程质量检查:如奶包生产的质量视觉检查;叶轮机的可视检测;发动机研制过程中监测喷油性能;尾气处理装置的震动频率分析;轮胎测试;摄像、高速成像以及视频技术;监控电缆的标记和捻线机工作情况;非接触性转速测量;饮料加工行业在线产品检查;带光导体的频闪检测仪的显微镜和内窥镜应用等。

    23.振动试验—亿恒科技?

    振动试验是评定元器件、零部件及整机在预期的运输及使用环境中的抵抗能力.  为了了解产品的耐振寿命和性能指标的稳定性,录找可能引起破坏或失效的薄弱环节,对系统在模拟实际环境的振动、冲击条件下进行的考核试验。定型产品的试验规范通常已经标准化,新产品要制定合适的试验方法。试验方法分两大类:①标准试验,包括耐预定频率试验、耐共振试验、正弦扫描试验、宽带随机振动试验、冲击试验、声振试验和运输试验等;②非标准试验,包括瞬态波形振动试验、窄带随机振动试验、随机波再现试验、正弦波和随机波混合试验等。(见振动环境试验)  振动试验数据处理和分析试验得到的大量原始数据必须经过各种处理,才能作为工程设计计算的依据资料。试验的原始记录数据是参量的时间历程(位移、速度或加速度等量值同时间的关系),通过直观分析可将数据分为瞬态的、周期的、随机或非随机持续非周期的三种,进而在时域(包括时差域,即自变量为两信号的时间差)、频域和幅值域三大域中进行统计分析、相关分析和谱分析,从而得到表征时间历程特征的各种函数。处理方法可分为模拟量处理法和数字量处理法。前者设备简单,但精度较差,处理时间长;后者需将原始记录的模拟量变换为数字量后用数字计算机处理,由于精度很高,速度极快,所以随着各种功能齐全的专用数据处理机(如快速傅里叶分析仪)的出现,数字量处理法已逐渐取代了模拟量处理法。

    24.电子产品的可靠性试验?

    在研制阶段用以暴露试制产品各方面的缺陷,评价产品可靠性达到预定指标;生产阶段为监控生产过程提供信息;对定型产品进行可靠性鉴定或验收;

    为了评价分析电子产品可靠性而进行的试验称为可靠性试验。试验目的通常有如下几方面:

    1.在研制阶段用以暴露试制产品各方面的缺陷,评价产品可靠性达到预定指标的情况;

    2.生产阶段为监控生产过程提供信息;

    3.对定型产品进行可靠性鉴定或验收;

    4.暴露和分析产品在不同环境和应力条件下的失效规律及有关的失效模式和失效机理;

    5.为改进产品可靠性,制定和改进可靠性试验方案,为用户选用产品提供依据。

    对于不同的产品,为了达到不同的目的,可以选择不同的可靠性试验方法。可靠性试验有多种分类方法.

    1.如以环境条件来划分,可分为包括各种应力条件下的模拟试验和现场试验;

    2.以试验项目划分,可分为环境试验、寿命试验、加速试验和各种特殊试验;

    3.若按试验目的来划分,则可分为筛选试验、鉴定试验和验收试验;

    4.若按试验性质来划分,也可分为破坏性试验和非破坏性试验两大类。

    5.但通常惯用的分类法,是把它归纳为五大类:

    A.环境试验

    B.寿命试验

    C.筛选试验

    D.现场使用试验

    E.鉴定试验

    1.环境试验是考核产品在各种环境(振动、冲击、离心、温度、热冲击、潮热、盐雾、低气压等)条件下的适应能力,是评价产品可靠性的重要试验方法之一。

    2.寿命试验是研究产品寿命特征的方法,这种方法可在实验室模拟各种使用条件来进行。寿命试验是可靠性试验中最重要最基本的项目之一,它是将产品放在特定的试验条件下考察其失效(损坏)随时间变化规律。通过寿命试验,可以了解产品的寿命特征、失效规律、失效率、平均寿命以及在寿命试验过程中可能出现的各种失效模式。如结合失效分析,可进一步弄清导致产品失效的主要失效机理,作为可靠性设计、可靠性预测、改进新产品质量和确定合理的筛选、例行(批量保证)试验条件等的依据。如果为了缩短试验时间可在不改变失效机理的条件下用加大应力的方法进行试验,这就是加速寿命试验。通过寿命试验可以对产品的可靠性水平进行评价,并通过质量反馈来提高新产品可靠性水平。

    3.筛选试验是一种对产品进行全数检验的非破坏性试验。其目的是为选择具有一定特性的产品或剔早期失效的产品,以提高产品的使用可靠性。产品在制造过程中,由于材料的缺陷,或由于工艺失控,使部分产品出现所谓早期缺陷或故障,这些缺陷或故障若能及早剔除,就可以保证在实际使用时产品的可靠性水平。

    可靠性筛选试验的特点是:

    A.这种试验不是抽样的,而是100%试验;

    B.该试验可以提高合格品的总的可靠性水平,但不能提高产品的固有可靠性,即不能提高每个产品的寿命;

    C.不能简单地以筛选淘汰率的高低来评价筛选效果。淘汰率高,有可能是产品本身的设计、元件、工艺等方面存在严重缺陷,但也有可能是筛选应力强度太高。淘汰率低,有可能产品缺陷少,但也可能是筛选应力的强度和试验时间不足造成的。通常以筛选淘汰率Q和筛选效果β值来评价筛选方法的优劣:合理的筛选方法应该是β值较大,Q值适中。

    上述各种试验都是通过模拟现场条件来进行的。模拟试验由于受设备条件的限制,往往只能对产品施加单一应力,有时也可以施加双应力,这与实际使用环境条件有很大差异,因而未能如实地、全面地暴露产品的质量情况。现场使用试验则不同,因为它是在使用现场进行,故最能真实地反映产品的可靠性问题,所获得的数据对于产品的可靠性预测、设计和保证有很高价值。对制定可靠性试验计划、验证可靠性试验方法和评价试验精确性,现场使用试验的作用则更大。

    鉴定试验是对产品的可靠性水平进行评价时而做的试验。它是根据抽样理论制定出来的抽样方案。在保证生产者不致使质量符合标准的产品被拒收的条件下进行鉴定试验。

    25.传感器的动态特性标定?

    传感器动态标定的目的是确定传感器的动态特性参数,如频率响应、时间常数、固有频率和阻尼比等。有时,根据需要也要对横向灵敏度、温度响应、环境影响等进行标定。

    传感器动态标定实质上就是通过实验得到传感器动态性能指标的具体数值(实验确定法)。

    实验确定法常因传感器形式不同而不完全一样,一般可分为阶跃信号响应法、正弦信号响应法、随机信号响应法和脉冲信号响应法。

    标定和校准传感器的方法很多

    从计算标准和传递的角度来看,可以分成两类:一类是复现振动量值最高基准的绝对法,另一类是以绝对法标定的标准传感器作为二等标准用比较法标定标准传感器。

    按照标定时所用输入量种类又可分为正弦振动法、重力加速度法、冲击法和随机振动法等。

    我国目前的振动计量最高基准是采用激光光波长度作为振幅量值的绝对基准。

    由于激光干涉基准系统复杂昂贵,而且一经安装调试后就不能移动,因此需要作为标准传感器作为传递基准之用。

    比较法

    这是一种最常使用的标定方法,即将被标的测振传感器和标准测振传感器相比较。

    标定时,将被标测振传感器与标准传感器一起安装在标准振动台上。为了使它们尽可能地靠近安装以保证感受的振动量相同,常采用“背靠背”法安装。

    设标准测振传感器和被标测振传感器在受到同一振动量时输出分别为E0和E.已知标准测振传感器的加速度灵敏度为Sk0,则被标测振传感器的加速度灵敏度Sk为:

    Sk=E·Sk0/E0

    除此之外,还可以采用肩并肩法安装,其优势是可以一次标定多个传感器。

    绝对法

    一、绝对标定法      

    振动信号源:振动台产生正弦激励的标定信号。

        激光光波长度作为振幅量值的绝对基准,测出振动信号的振幅值Xm(m);

        精密数字频率计测出振动台的振动频率f (1/s);

        精密数字电压表测出传感器输出电压值Erms(mV)。

        被标振动传感器的加速度灵敏度Sa为

    传感器 标定 与 校正的区别

    标定(也叫检定):用精度更高的仪器和你的传感器同时测量一组各不相同的量(这一组量都在你传感器量程范围内),看看你的传感器读数与高精度仪器的读数(标准值)之间有多大偏差,从而知道你的传感器误差有多大的过程。

    校正:经过上面的标定知道传感器误差大小后,通过某些手段使传感器误差减少到符合要求的过程(比如指针调零、输入输出关系表更新等)。

    许多现代仪器或传感器,只能标定它,却无法校正它。

    26.传感器标定的种类(静态、动态标定)?

    根据系统的用途输入可以是静态的也可以是动态的。因此传感器的标定有静态和动态标定两种。但应注意:由于一个已知的动态源不能独立存在,因此,动态响应通常建立在静态标定的基础上。

    静态标定的目的是确定传感器静态特性指标,如线性度、灵敏度、滞后和重复性等。传感器的静态特性是在静态标准条件下标定的。

    根据系统的用途输入可以是静态的也可以是动态的。因此传感器的标定有静态和动态标定两种。但应注意:由于一个已知的动态源不能独立存在,因此,动态响应通常建立在静态标定的基础上。

    静态标定的目的是确定传感器静态特性指标,如线性度、灵敏度、滞后和重复性等。传感器的静态特性是在静态标准条件下标定的。

    静态标准条件:

    所谓静态标准条件主要包括没有加速度、振动、冲击及环境温度一般为室温 (20℃±5℃) 、相对湿度不大于85%、大气压力(101±7)kPa 等条件。

    传感器静态标定方法:

    1)将传感器全量程 ( 测量范围 ) 分成若干等间距点。

    2) 根据传感器量程分点情况,由小到大、逐点递增输入标准量值,并记录下与各点输入值相对应的输出值。

    3) 将输入量值由大到小逐点递减,同时记录下与各点输入值相对应的输出值。

    4) 按2)、3)所述过程,对传感器进行正、反行程往复循环多次(一般为 3~10次)测试 ,将得到的输出-输入测试数据用表格列出或画成曲线。

    5) 对测试数据进行必要的处理,根据处理结果就可以得到传感器校正曲线,进而可以确定出传感器的灵敏度、线性度、迟滞和重复性。

    27.传感器标定的基本方法?

    传感器标定的基本方法是将已知的被测量(亦即标准量)输入给待标定的传感器,同时得到传感器的输出量,对所获得的传感器输入量和输出量进行处理和比较,从而得到一系列表征两者对应关系的标定曲线,进而得到传感器性能指标的实测结果。

    传感器标定时,所用测量设备的精度通常要比待标定传感器的精度高一个数量级(至少要高1/3以上)。

    为了保证各种被测量量值的一致性和准确性,很多国家都建立了一系列计量器具(包括传感器)检定的组织和规程、管理办法。我国由国家计量局、中国计量科学研究院和部、省、市计量部门以及一些大企业的计量站进行制定和实施。国家计量局(1989年后由国家技术监督局)制定和发布了力值、长度、压力、温度等一系列计量器具规程,并于1985年9月公布了《中华人民共和国计量法》,其中规定:计量检定必须按照国家计量检定系统表进行。计量检定系统表是建立计量标准、制定检定规程、开展检定工作、组织量值传递的重要依据。

    工程测量中传感器的标定,应在与其使用条件相似的环境下进行。为获得高的标定精度,应将传感器及其配用的电缆(尤其像电容式、压电式传感器等)、放大器等测试系统一起标定。

    28.传感器标定的概念、作用及含义?

    任何一种传感器在装配完成后都必须按设计指标进行全面严格的性能鉴定。使用一段时间以后(中国计量法规定一般为一年)或经过修理,也必须对主要技术指标进行校准试验以便确保传感器的各项性能达到使用要求。

    传感器的标定,就是通过实验确立传感器的输出量和输入量之间的对应关系,同时也确定不同使用条件下的误差关系。

    传感器的标定有两层含义:

    确定传感器的性能指标

    明确这些性能指标所适用的工作环境

    29.激振器顶杆对测量结果的影响?

    问题:用激振器对一个简单的梁做模态测试,但结果似乎不对,问题在哪里呢?

    在用激振器做实验模态分析时,如果在设置激振器和使用顶杆时不小心就可能会引起一些特别的问题。图1是用激振器对一个简单的悬臂梁做模态试验时的常见的安装示意图,激振器顶杆的作用就是仅在顶杆轴向方向给被测物体传递力,力传感器也是只测量这个方向的载荷。

     

     顶杆的作用是是激振器沿着激振方向传递力给结构同时保证横向载荷最小,我们可以通过分离体图知道有多大的力通过附着点传递给结构,因而顶杆及激振器都不会影响被测结构的动态特性,至少理论上是这样的。这就假设顶杆是没有横向刚度因而不会对整个结构的动力学特性产生影响。这点很重要因为力传感器只是测量了沿轴向的载荷-如果有其它载荷(横向、力矩),力传感器并不能测量这些载荷。

    下面来描述一下测量的过程,按照图1的装置安装一个柔性较大的梁,且用一根比较短的顶杆,短的顶杆可能使得顶杆的转动刚度更可能影响梁的模态。

        2为激振器测试中使用短的顶杆测得FRF,相对于测量中采用的柔性较大的梁,短杆的转动刚度可能会更加明显。测试结果的一阶和二阶模态与期望的基本符合,但是在梁的三阶弯曲模态时出现了两个峰值。FRF measurements were obtained only for the structure under test but none on the stinger.

             随后的实验表明这两个峰值是调制吸收的结果,实际上顶杆与FRF第三个峰值对应的结构模态振型是同相位的,FRF第四个峰值对应的结构模态振型是非同相位的。

           力传感器仅仅测量了激振器沿着轴向传递给结构的载荷,而并没有测量由于梁的旋转而引起的转动刚度,但实际上顶杆相对于梁上的附着点作用好似一个旋转弹簧。

           为了证明上面所述,再第二次测量中采用较长的顶杆,长的顶杆可以最小化测试中转动刚度对结构的影响。

           3为采用长的顶杆的FRF,这次的FRF更加干净(cleaner)而且与期望的梁模态振型一致,简单的进行模态分析可以看到前三阶模态对应于常规的悬臂梁的模态振型。

                                                     

            两种顶杆的前两阶模态很显然产生了一定的偏移,这可能是很多因素造成的如质量载荷、顶杆、测试设置等。第三个峰值也有显著的区别,产生主峰值分离,整体响应的幅值也产生了显著的下降,这在调制吸收理论中很常见。

           4为顶杆表现为系统的调制吸收作用时的期望振型。很显然当顶杆较短时,顶杆关于结构附着点的转动影响更加显著。如果顶杆与主结构有着相同的频率时,耦合作用将会产生如图2所示的FRFs

           很明显顶杆的长短在进行精确的测量FRF中占有重要的作用,如果顶杆太短,在测量响应中将会看到硬化的作用,对于这种情况,响应中常会看到调制吸收的影响。这种调制吸收的影响不可能在每次顶杆使用中都会出现,但在特定的测试设置中会发现。

     5为两种FRF测量的重叠图——一种是短顶杆,另一种是长顶杆。比较两种测量可以看到在测量的系统各阶模态上均有显著的不同。

    30.数字信号分析?

     数字信号分析是在信号分析仪或通用的电子计算机上进行的。不管计算机的容量和计算速度有多大,其处理的数据长度是有限的,所以要把长序列截断。在截断时会产生一些误差,所以有时要对截取的数字序列加权,如有必要还可用专门的程序进行数字滤波。然后把所得到的有限长的时间序列按给定的程序进行运算。例如做时域中的概率统计、相关分析,频域中的频谱分析、功率谱分析、传递函数分析等。

    31.什么是液压振动台/震动台?

    液压振动台又叫液压振动试验台、液压振动试验机、液压震动系统等。

    用于模拟电工、电子、汽车零部件以及其它涉及到运输的产品和货物在运输过程中的环境,检测其产品的耐振性能。实现振动试验需要的所有功能:正弦波、调频、扫频、可程式、倍频、对数、最大加速度、调幅、时间控制、全功能电脑控制、简易定加速度/定振幅。

    主要用途:该试验台主要用于航空、航天、原子能、军工、土木建筑、大型机电设备、交通等产品的环境试验,适用于各种机械、电气产品的机械振动环境模拟试验。

    亿恒科技基于多年的振动试验经验和先进技术的积累,提供性能可靠的标准和非标系列电液伺服振动试验系统;系统采用德国技术,可靠性高,为实验室环境下的振动模拟提供了可靠的和高性价比的产品方案选择。

    32.怎样选用振动台—亿恒科技选摘

    .概述

         振动试验是力学环境试验中的一种。振动台就是用于此类试验的专门的力学环境试验设备。

    二.振动的描述

    1.什么叫振动

       振动是一种波动。机械振动是物体在平衡点附近反复进行的机械运动。

    2.振动的分类

       振动可分为随机振动和周期振动。

       周期振动包括正谐、多谐、方波、锯齿波。

       周期振动都可分解为一系列简谐振动之和。

       按是否有外力推动,振动又可分为自由振动和强迫振动。

    3.正谐振动的描述

    31 频率、角频率 

        频率和角频率都是用来描述单位时间内振动的次数的。

        每秒钟振动的次数,称为振动的频率,常用f表示。单位是:次数/每秒,用Hz表示。

        假如用机械转子激振器每秒钟的转动弧度数来描述振动,称为振动的角频率,常用ω表示。单位是:弧度/每秒。

        频率和角频率之间有如下的关系:

        ω=2πf

    3.2 位移、速度、加速度

        位移、速度和加速度都是用来描述振动的幅度的。

        位移是指振动时物体离开平衡位置的最大距离,常用A表示。单位是:米(m)

        速度是指振动时物体运动的最大速度,常用v表示。单位是:米/每秒(m/s)

        加速度是指振动时物体运动的最大加速度,常用a表示。单位是:米/每秒平方(m/s2)。有时也用重力加速度g来表示:g=9.8m/s2

        在正弦振动的情况下,且使用国际单位制时,位移、速度、加速度三者之间有如下的关系:

        v=ωA=2πfA

        a=ωv=ω2A=(2πf)2A   

    四.振动台的分类、原理、特点 

        振动台按它们的工作原理可以分为电动台、机械台、液压台三种。

        电动台以输出激振力为主要规格。它的频率范围最宽,一般为5-3000Hz。最大位移一般为±12-25mm。最大加速度一般可达100g。配以水平滑台可以作水平振动。配以随机控制仪可以作随机振动。精度指标好。但是它的台面尺寸小,常须另配辅助台面;运行成本及价格比较高。常用于电工、电子元器件等产品的高频、高加速度振动试验。

        机械台以最大负载为主要规格。频率范围一般为5-80Hz。最大位移一般为±3-5mm。最大加速度一般可达10g。台面尺寸大。一般不用配水平滑台即可作水平振动。价格低。但它的噪音较大,也不能作随机振动。常用于电工、电子、光学仪器等产品的整机振动试验。

        液压台以输出激振力为主要规格。频率范围一般为1-200Hz。最大位移一般为±100-200mm。最大加速度一般可达10g。配以水平滑台可以作水平振动。配以随机控制仪可以作随机振动。但它的噪音较大,运行成本及价格比较高。常用于汽车等产品的整车振动试验;建筑、水利工程的地震模拟振动试验。

        以上三种振动台在失真度、横向振动、均匀度等方面都可达到一定的精度指标,满足相应的标准。

        除了以上三种振动台之外,还有一种以电磁铁原理工作的振动台(常称作振动器),它的位移振幅在±1-3mm左右。可作为工艺过程中的振动试验。但它在失真度、横向振动、均匀度等方面都不能作考核。

    1.电动台

        电动振动台是三种振动台(电动、机械、液压)中频率范围最宽,性能最好的一种。它是根据通电导体在磁场中受到安培力作用的工作原理,向处于恒定磁场中的动圈输入交变电流,从而在动圈轴线方向产生交变的激振力,并通过和动圈连成一体的振动台面传递给试件。改变输入电流的频率和幅度,即可调节输出振动的频率和幅度。

       电动台在规定的频率范围内,能进行指数式定位移-定速度-定加速度往复自动扫频振动,其扫频速率可调(其中包括1倍频程/分钟)。

    1.1  设备配置及描述

    111 激振系统

        激振系统即是电动台体,它主要由以下几个部分组成。

    由磁钢体、磁钢底、磁钢盖、中心磁极、励磁线圈等元件组成的磁路系统;

    由台面、驱动线圈、台面螺钉等组成的动圈系统。

    由导轮、轴承、导杆、空气弹簧等组成的下导向及悬挂系统。

    由导轮、导轮座、摇臂等组成的上导向系统。

    由立柱、耳轴、滑杆、直线轴承、弹簧等组成的台体悬挂系统。

    112 冷却风机

        冷却风机主要用于冷却电动台体中动圈和励磁线圈在工作中所产生的热量,以保证它们能长期工作。

    冷却风机系统主要由特制高压离心风机、消声器、风管等组成。

    113 振动控制仪

        振动控制仪主要用于产生振动信号并对其进行控制(如压缩、定频、定时、扫频等)。还可以借助于一个装在振动台面上的传感器,测量振动的频率和幅值,并形成一个闭环的振动控制系统。

        振动控制仪主要由信号发生器、信号控制电路、电荷放大器、测量电路、电源等组成。

    114 功率放大器

        功率放大器主要用于将振动控制仪所输出的小信号放大到足以推动电动台工作。并给电动台提供励磁电源。

    功率放大器主要由前置放大器、中间放大器、末级放大器、保护电路、励磁电源、电源等部分组成。

    2.机械台

        机械台的特点是:台面尺寸大、承载能力大、功率消耗小、容易实现水平振动。缺点是频率范围窄,噪音大。

    3.液压台

       液压台的特点是低频,大位移。位移可达100-200mm。主要用于模拟地震、海运等振动环境。

    4.振动器

       固定频率,无精度。

    5.辅助装置

    51 水平滑台

        水平滑台用于和振动台体相配合,实现水平振动。它主要由以下部分组成:

    由台面、台面螺钉、联接头组成的台面系统。

    由机座、大理石组成的基床系统。

    由下导向、节流器、液压泵站组成的液压系统。

    52 辅助台面

    五.性能和名词解释

    1.推力    振动台的输出激振力。

    2.扫频    振动频率在设定的上限和下限两个频率范围内来回变动。

    3.台面质量  振动台台面及运动部件的重量。

    六.产品选型

    1.频率首先考虑所需的振动频率。频率在80Hz以下,可考虑机械台;频率在1-200Hz范围内,可考虑液压台;频率在0-3000Hz范围内,只有电动台。

    2.幅值  位移振动幅值在±5mm以下,可考虑机械台;位移振动幅值在±12mm以下,可考虑电动台;位移振动幅值达到±100mm,只有液压台。

    3.负载  除了选在振动台额定范围内外,负载直接影响振动幅值。特别对电动台的负载加速度有直接影响。

    4.方向  对于较大的负载,若进行水平方向的振动,选用电动台和液压台时,都需要配水平滑台。

    七.适用标准

        GB2423.10-95 中华人民共和国国家标准

    电工电子产品基本环境试验规程

    试验Fc: 振动(正弦)试验方法 IEC68-2-6    国际电工委员会  基本环境试验规程 试验 Fc: 振动(正弦)

    33.如果传感器标定的软件参数设置正确、驱动线(俗称一拖一线)、调理放大器、传感器线和传感器没问题、控制器能做自闭环,还发现软件没法运行!

    故障来源:

    功率放大器;

    解决办法:

    查看功率放大器是否有过电流或者过热保护?有,那么通过复位即可解决。

    34.工程师用速度传感器软件检定速度传感器,发现使用3.3V的驱动电压,软件提示驱动最大,因此该工程师手动设置驱动电压为10V,最后还是没能运行,检查发现功率放大器的指示灯不亮

    故障来源:

    用户操作不当,导致功率放大器损坏;

    解决问题:

    通过咨询发现功率放大器的最大输入电压是5V左右,如果给其功放10V,那么功放保险丝被烧坏或者整个仪器烧坏,建议拿回来维修。

    35.标定系统组成:MI-9002振动控制器,功率放大器,振动台,标准传感器,调理放大器,被测传感器。当软件设置好后,增益调大至最大增益的3/4处,点击软件开始按钮,发现软件自动停止,并显示驱动最大。

    故障来源:

    当前设置的驱动电压值所驱动的量级未能达到目标量级;

    解决问题:

    增大软件的驱动电压值、或者增益、或者同时增大驱动电压值和增益
    注意:如果既增大驱动电压值到功率放大器的最大输入电压值,又调增益至最大,在这情况下还是未能运行,那么需要降低量级。
    切勿手动更改驱动电压值超过功率放大器的最大输入值,驱动限制电压不能超功率放大器最大输入电压值,如下图.

    亿恒科技 传感器校准


    现象1:如果软件运行刚开始,振动台没有嗡嗡响,而且软件提示驱动最大。

    原因:该现象说明振动台未能接受到信号。检查驱动线的好坏和其他线路是否存在问题。

    现象2:如果软件运行开始,待灵敏度检查完之后,检查频率响应的较低频率时,软件突然提示驱动最大,而后振动台和软件停止工作。

    原因:较低频率对应的幅值量级超出了振动台在该频率上的最大加速度,可降低振动幅值即能实现运行。

    现象3:在加速度传感器标定中,会校准不同重量的加速度传感器。在校准中会发现在相同频率和幅值下,校准较大质量的传感器时会报出驱动最大。

    36.加速度传感器标定前连接好设备,其中标准传感器传输的信号连接到控制器的通道1。软件设置好后,增益调大至最大增益的3/4处,点击软件开始按钮,发现软件自动停止。

    故障来源:

    工作人员参数设置错误;

    解决办法:

    现象:如果软件运行刚开始,振动台有嗡嗡响,但是一会功夫软件提示通道1开环,那么该现象说明输出路是畅通的,反馈端是存在问题!

    原因1:如果不带电荷放大器,检查硬件参数设置是否正确;一般主要是耦合方式和硬件通道选择!
    如:电荷输出ACC连接电荷通道(振动控制器下面一排),软件耦合方式选择电荷;电压输出传感器连接电压通道(振动控制器上面一排)软件中耦合方式选择ICP(接触最多是ICP)。
    如果带电荷放大器,检查电荷放大器设置和软件中的硬件参数设置是否正确,设置如下图2方法!

    亿恒科技 传感器校准


    原因2:传感器线是否好。

    37.开启仪器电源,运行软件,提示“系统中USB设备不存在!请确认USB设备是否正常连接。”

     

    可能的原因2:USB驱动程序没有正确安装。
    解决办法:从计算机的“设备管理器”的“通用串行总线控制器”中查看是否存在"ECON USB 2.0"。如果没有看到这一项,那么从设备管理器中找到打了黄色问号的未知设备,右键查看属性,从详细信息标签下,属性选择“硬件Id”,查看其VID是否为1A23(少数硬件的VID为04B4),如果是的话,那么这个是亿恒的仪器。接着点击“驱动程序”标签页,点击更新驱动程序,路径选择亿恒软件安装光盘中USB Driver目录下对应的文件(32位操作系统请选择x86文件夹下的驱动程序,64位操作系统请选择x64文件夹下的驱动程序)安装好驱动程序就可以了。

    可能的原因3:USB线损坏或接触不良。
    解决办法:更换USB线。

    可能的原因4:计算机的杀毒程序拦截驱动。
    解决办法:目前已知的是360安全卫士和杀毒软件可能会拦截驱动,请卸载这两个软件再试一次,或更换没有安装这两个软件的电脑重试。

    可能的原因5:计算机的USB端口损坏。
    解决办法:更换USB口或更换一台电脑重试。

    可能的原因6:如果以上办法都试过还无效,那么可能的原因是仪器的USB芯片损坏。
    解决办法:联系亿恒科技售后人员维修。

    38.请问亿恒科技的软件说明书有电子版吗?

     

    有,在安装光盘中,Manual文件夹中就有中英文版的说明书。

    另外,软件安装成功后,可以通过软件界面中的help调出安装说明书。

二维码