振动测试所需的基础知识

信号测试分析基础

机械振动：物体在其平衡位置附近的往复运动

振动的基本参数：位移D、速度v、加速度a

声源：产生声音的振动物体称作声源

声波：向前推进着的空气振动称作声波

声音传播的实质：声音传播是指物体振动形式的传播

物理量的测量：测试精度、可靠性、成本、方便性

物理量形式转换—传感器

传感器是一种把特定的被测信息量按照一定的规律转换成可用信号输出的器件和装置

敏感元件+转换电路=传感器

电阻应变式传感器——应变片：基于金属导体的应变效应；应变片测量电路——电桥：由于电阻的变化率非常小，需要电桥电路将这一变化输出

电涡流式传感器：通高频交流电流的线圈靠近金属导体时，金属导体表面产生感应电流（电涡流）

压电式传感器：如石英，受到外力作用时，不仅几何尺寸会发生变化，而且内部被极化，表面会产生电荷，当外力去掉时，又回到原来的状态，这种现象称为压电效应

电容式传感器：将被测物理量转换为电容变化的装置，它实质上是一个具有可变参数的电容器

振动测量传感器的选择：

1、选择传感器类型。如位移、速度、加速度

2、量程

3、结构条件，接触式非接触式

4、测试频率，精度

信号的预处理

1、信号调理

2、放大：可编程放大器

3、滤波：低通滤波、高通滤波

低通滤波一般由硬件和软件共同实现

4、数字采样

A/D转换——得到数字信号，便于处理与存储

信号检测与处理的流程

信号的时域波形分析是最常用的信号分析手段，常有信号的周期、频率、峰值、有效值、均值等。

任何时域信号都能分解为一组单频正弦信号之和

简单正弦波在FFT被表达为1点

一个任意的时域信号能被转换成FFT，得到频谱

题外话

90分贝以上不能超过10小时

数字信号处理基础

将传感器输入的电信号进行必要的预处理信号采集与调理

1、IEPE （ICP ）恒流源

2、2、电荷放大器

3、滤波：高通滤波、低通滤波

4、放大：程控放大器采样是模拟信号的数字化

信号幅值离散化精度取决于ADC 的位数采样频率：单位是内的采样次数，单位Hz

在实际使用中，应根据信号的频宽，合理选择采样频率。过小会造成频率混叠，过大使频谱分辨率降低

抗混叠保护：在一个周期内至少采集2个点，或者说：采样频率是最高频率的2倍，才能保证精确的频率测量

a s f 2f =理想抗混淆滤波器

a s f 56.2f =实际抗混淆滤波器

触发：为采样设置条件，满足一定条件时开始采样。量级：满足触发信号量值

触发方式：前置触发、后置触发触发沿：上升沿、下降沿

N ：帧大小

FFT 关键参数：采样间隔采样间隔s

f 1

T 根据信号的最高频率，选择合适的采样频率

2048时域点数有效谱线路800线（帧大小/2.56）

矩形信号的持续时间越长，他的频谱在频域所占的频带就越窄

名称

特点

应用

矩形窗 Rectangle

矩形窗使用最多，习惯上不加窗就是使信号通过了

矩形窗。这种窗的优点是主瓣比较集中，缺点是旁瓣较高，并有负旁瓣，导致变换中带进了高频干扰和泄漏，甚至出现负谱现象。频率识别精度最高，

幅值识别精度最低，所以矩形窗不是一个理想的窗。如果仅要求精确读出主瓣频率，而不考虑幅值精度，则可选用矩形窗，例如测量物体的自振频率

等，也可以用在阶次分析中。

汉宁窗 Hanning

又称升余弦窗。主瓣加宽并降低，旁瓣则显著减小，从减小泄漏观点出发，汉宁窗优于矩形窗．但汉宁窗主瓣加宽，相当于分析带宽加宽，频率分辨力下降。它与矩形窗相比，泄漏、波动都减小了,并且选择性也提高。

是很有用的窗函数。如果测试信

号有多个频率分量，频谱表现的十分复杂，且测试的目的更多关注频率点而非能量的大小，需要选择汉宁窗。如果被测信号是随机或者未知的，选择汉宁窗。

海明窗（汉明窗） Hamming

与汉宁窗都是余弦窗，又称改进的升余弦窗，只是加权系数不同，使旁瓣达到更小。但其旁瓣衰减速度比汉宁窗衰减速度慢。

与汉明窗类似，也是很有用的窗函数。

平顶窗

Flap Top 平顶窗在频域时的表现就象它的名称一样有非常小的通带波动。

由于在幅度上有较小的误差，所

以这个窗可以用在校准上。

布莱克曼窗 Blackman 二阶升余弦窗，主瓣宽，旁瓣比较低，但等效噪声带宽比汉宁窗要大一点，波动却小一点。频率识别

精度最低，但幅值识别精度最高，有更好的选择性。常用来检测两个频率相近幅度不

同的信号。

高斯窗 Gaussian 是一种指数窗。主瓣较宽，故而频率分辨力低；无负的旁瓣，第一旁瓣衰减达一55dB 。常被用来截短一些非周期信号，如指数衰减信号等。

对于随时间按指数衰减的函数，可采用指数窗来提高信噪比。

三角窗（费杰窗） Fejer

是幂窗的一次方形式。与矩形窗比较，主瓣宽约等于矩形窗的两倍，但旁瓣小，而且无负旁瓣。

如果分析窄带信号，且有较强的干扰噪声，则应选用旁瓣幅度小的窗函数，如汉宁窗、三角窗等；

1、线性谱FFT ：表达信号幅值和相位与频率的关系

2、自功率谱：是实数，只有幅值信息，没有相位信息

3、互功率谱：

4、频率响应函数：表现激励信号与响应信号之间的关系，表示系统的动态特性

5、相干函数

6、自相关函数：常用语测量信号的是否同步

7、互相关函数：给出时间延迟的表示，传递途径和在噪声中信号的恢复。 8、脉冲响应函数

振动可靠性试验基础

产品的可靠性，是指产品在规定的时间内和给定的条件下，完成规定功能的能力提高产品的可靠性措施：产品的可靠性设计、产品的可靠性实验可靠性的三个规定：时间、环境、功能

振动的分类：正弦振动、随机振动、冲击、复合振动

产品的可靠性试验是在产品设计与制造过程中发现产品缺陷，提高产品可靠性的重要手段振动试验的分类：机械振动、电动振动、液压振动、跌落振动、碰撞振动试验系统的构成：振动控制器、功率放大器、振动台控制器：DSP 负责实时控制，PC 负责用户交互，动态范围随机大于90dB 、信噪比大于100dB ，硬件系统结构：ICP 恒流源、24位分辨率ADC 、USB2.0

10项控制功能：随机、随机加随机、正弦加随机、正弦加随机加随机、正弦、谐振搜索与驻留、典型冲击、瞬态冲击、冲击响应谱、路谱仿真

振动控制功能简介：随机振动控制、正弦振动控制、典型冲击控制与瞬态冲击控制、冲击响应谱控制、路谱仿真

随机控制原理：基于传递函数的频域控制，动态范围90dB

预实验的目的：在低加速度量级时估计Hinv 、估算全量级试验时最大驱动、控制回路的开环校验、为控制算法测量系统的噪声、消除输入通道的DC 偏移正弦控制方法：正弦波形幅值控制，动态范围100dB

冲击性能：有限长时域控制，控制方法：基于传递函数的时域控制补偿目的是当冲击波形结束后，振动台的位移和速度均为零补偿方法：前、后脉冲；前脉冲；后脉冲

冲击响应谱控制（SRS ）控制控制方法：基于传递函数的时域控制 SRS 控制时域综合——小波综合

声压测试与分析基础

声压p 是由于声波的存在而引起的压力增值，用来表示声音的强弱通常声压讲的是指有效声压，故实际上总是正值

采用分贝来表达声学量值（声压值）声压级0

l 20p p g

L e

p = dB 参考声压Pa p 5

0102-?=，他是人耳刚刚可以听到声音的声压

声强是在垂直于声波传播方向上，单位时间内通过单位面积的声能，以I 表示，单位是

）米（瓦22

/m /W

声强与声压的平方成正比，对于平面波声场，声强I 和声压P 的关系用下式表示：c

P I ρ2=式

中：下面两个符号分别代表空气密度和光速

声强级：该声音的声强与参考声强的比值取以10为底的对数再乘以10，即：

1lg

10I I L = 2120/10m W I -= 声强级单位：分贝

声功率：声源在单位时间内辐射的总声能，用W 表示，单位是W （瓦），他等于包围声源的一个封闭面上的声强总和：

ds I W n s ?=

声功率是衡量声源声能量输出大小的基本物理量

声功率级

10W W L W = W W 12010-=

声功率级单位：分贝

当两个声源相差10dB 以上，小量级声源的作用忽略

噪声的评价

1、响度级：当某一频率的纯音与1000Hz 的纯音听起来同样响时，这时1000Hz 纯音的声压级就定义为该声音的响度级。响度级的符号为N L ，单位为方。

2、等响曲线：对各个频率的声音作试听比较，得到达到同样响度及时频率与声压级的关系曲线，通常称为等响曲线

3、响度：是正常听者判断一个声音比响度级为40phon 参考声强响的倍数，规定为响度级为40phon 时的响度为1sone 。响度是与主观轻响程度成正比的参量，符号为N ，单位是宋。响度与响度级的关系：N L N 2log 1040+=，)

40-(1.02

N L N =

倍频程：根据人耳对声音频率变化的反应，人们把可听到的频率范围分成数段，按每段内的声音强度进行分析。

在噪声测量中常用的是倍频程和1/3倍频程分段法

n f f 2/12=

n=1即为1倍频程，n=1/3即为1/3倍频程中心频率：210f f f =

噪声测量仪器

1、传声器及前置放大器：对传声器的要求：测量频率范围内有平直的频率响应；动态范围大，无指向性；本底噪声低；稳定性好；

2、模拟声级计

3、数字式声级计

4、实时动态信号分析仪声功率测量方法

1、声压法：自由场法和混响法

2、声强法

3、标准声源法

4、振动速法

振动测试理论和方法综述

振动测试理论和方法综述摘要:振动是工程技术和日常生活中常见的物理现象。在长期的科学研究和工程实践中，已逐步形成了一门较完整的振动工程学科，可供进行理论计算和分析。随着现代工业和现代科学技术的发展，对各种仪器设备提出了低振级和低噪声的要求，以及对主要生产过程或重要设备进行监测、诊断，对工作环境进行控制等等。这些都离不开振动的测量。振动测试技术在工业生产中起着十分重要的作用，为此设计和制造高效的振动测试系统便成为测试技术的重要内容。本文概述了振动测试的发展历程，总结和分析了振动测试系统的基本组成和应用理论，列举了几种机械振动测试系统的类型。最后分析了振动测试系统的几个发展趋势。关键词：振动测试；振动测试系统；测试技术；激振测试系统 1.引言振动问题广泛存在于生活和生产当中。建筑物、机器等在内界或者外界的激励下就会产生振动。而机械振动常常会破坏机械的正常工作，甚至会降低机械的使用寿命并对机器造成不可逆的损坏。多数的机械振动是有害的。因而对振动的研究不仅有利于改善人们的生活环境和生活水平，也有助于提高机械设备的使用寿命，提高人们的生产效率。正因如此振动测试在生产和科研等多方面都有着十分重要的地位[1]。为了控制振动，将振动给人们带来的危害降至最低，就需要我们了解振动的特性和规律，对振动进行测试和研究。振动测试应运而生。振动测试有着较为长久的发展历史，是与人类社会的发展有着紧密的联系。随着计算机技术和相关高科技技术的问世和发展，振动测试系统也有了飞跃性的发展。振动测试系统从最早的简单机械设备的应用到如今的先进的计算机技术和设备的应用。从刚开始的检测人员的耳朵来进行测量、判断和计算出大概的故障点的原始方法到现在的计算机控制、存储、处理数据的处理[2]，无不体现出振动测试系统的长足发展和飞跃式的进步。与此同时，振动测试在理论方面也有了长足的发展，1656 年惠更斯首次提出物理摆的理论并且创造出了单摆机械钟到现今的自动控制原理和计算机的日趋完善，人们对机械振动分析的研究已日趋成熟。而伴随着振动测试系统的进步和日臻成熟，其在国民的日常生活和生产中所扮演的角色也愈发的重要。 2.振动测试与分析系统（TDM）的发展

振动测试和分析技术综述分析解析

振动测试和分析技术综述黄盼（西华大学，成都四川 610039）摘要:振动测试和分析对结构和系统动态特性分析及其故障诊断是一种有效的手段。综述了当前振动测试和分析技术，包括振动测试与信号分析的国内外发展概况、振动信号数据采集技术、振动测试技术、以及振动测试与信号分析的工程应用，最后对振动测试与分析技术的未来发展方向进行了展望。关键词:振动测试; 信号分析; 动态特性; 综述 Summary of Vibration Testing and Analysis HuangPan ( Xihua University，Chengdu 610039，China) Abstract: Vibration testing and analysis is an effective tool in analyzing structure and system dynamic characteristic and detecting the failures of structures,systems and facilities. The present paper reviews the current vibration testing and analysis techniques，including the development of vibration measurement and analysis of domestic and foreign，vibration signal data acquisition,vibration testing technology ,vibration measurement and analysis in engineering application. Finally,the future development in the field of vibration testing and analysis is predicted. Key words: vibration testing; signal analysis; dynamic characteristic;overview

振动试验基本知识

专业知识 1、振动试验基本知识 1.1 振动试验方法试验方法包括试验目的，一般说明、试验要求、严酷等级及试验程序等几个主要部分。为了完成试验程序中规定的试验，在振动试验方法中又规定了“正弦振动试验”和“随机振动试验”两种型式的试验方法。正弦振动试验正弦振动试验控制的参数主要是两个，即频率和幅值。依照频率变和不变分为定频和扫频两种。定频试验主要用于： a）耐共振频率处理：在产品振动频响检查时发现的明显共振频率点上，施加规定振动参数振幅的振动，以考核产品耐共振振动的能力。 b）耐予定频率处理：在已知产品使用环境条件振动频率时，可采用耐予定频率的振动试验，其目的还是为考核产品在予定危险频率下承受振动的能力。扫频试验主要用于： ●产品振动频响的检查（即最初共振检查）：确定共振点及工作的稳定性，找出产品共振频率，以做耐振处理。 ●耐扫频处理：当产品在使用频率范围内无共振点时，或有数个不明显的谐振点，必须进行耐扫频处理，扫频处理方式在低频段采用定位移幅值，高频段采用定加速度幅值的对数连续扫描，其交越频率一般在55-72Hz，扫频速率一般按每分钟一个倍频进行。 ●最后共振检查：以产品振动频响检查相同的方法检查产品经耐振处理后，各共振点有无改变，以确定产品通过耐振处理后的可靠程度。随机振动试验随机振动试验按实际环境要求有以下几种类型：宽带随机振动试验、窄带随机振动试验、宽带随机加上一个或数个正弦信号、宽带随机加上一个或数个窄带随机。前两种是随机试验，后两种是混合型也可以归入随机试验。电动振动台的工作原理是基于载流导体在磁场中受到电磁力作用的安培定律。 1.2 机械环境试验方法标准电工电子产品环境试验国家标准汇编（第二版）2001年4月汇编中汇集了截止目前我国正式发布实施的环境试验方面的国家标准72项，其中有近50项不同程度地采用IEC标准，内容包括：总则、名词术语、各种试验方法、试验导则及环境参数测量方法标准。其中常用的机械环境试验方法标准：（1）GB/T 2423.5-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ea和导则：冲击（2）GB/T 2423.6-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Eb和导则：碰撞（3）GB/T 2423.7-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ec和导则：倾跌与翻倒（主要用于设备型产品）（4）GB/T 2423.8-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ed和导则：自由跌落（5）GB/T 2423.10-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fc和导则：振动（正弦）（6）GB/T 2423.11-1997 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法

模态分析与振动测试技术

模态分析与振动测试技术固体力学 S0902015 李鹏飞

模态分析与振动测试技术模态分析的理论基础是在机械阻抗与导纳的概念上发展起来的。近二十多年来，模态分析理论吸取了振动理论、信号分析、数据处理数理统计以及自动控制理论中的有关“营养”，结合自身内容的发展，形成了一套独特的理论，为模态分析及参数识别技术的发展奠定了理论基础。一、单自由度模态分析单自由度系统是最基本的振动系统。虽然实际结构均为多自由度系统，但单自由度系统的分析能揭示振动系统很多基本的特性。由于他简单，因此常常作为振动分析的基础。从单自由度系统的分析出发分析系统的频响函数，将使我们便于分析和深刻理解他的基本特性。对于线性的多自由度系统常常可以看成为许多单自由度系统特性的线性叠加。二、多自由度系统模态分析对于多自由度系统频响函数数学表达式有很多种，一般可以根据一个实际系统来讨论，给出一种形式；也可根据问题的要求来讨论，给出其他不同的形式。为了课程的紧凑，直接联系本课程的模态分析问题，我们就直接讨论多自由度系统通过频响函数表达形式的模态参数和模态分析。即多自由度系统模态参数与模态分析。多自由度系统模态分析将主要用矩阵分析方法来进行。我们以N个自由度的比例阻尼系统作为讨论的对象。然后将所分析的结果推广到其他阻尼形式的系统。设所研究的系统为N个自由度的定常系统。其运动微分方程为：（2—1） ++= M X CX KX F ?）阶式中M，C，K分别为系统的质量、阻尼及刚度矩阵。均为（N N 矩阵。并且M及K矩阵为实系数对称矩阵，而其中质量矩阵M是正定矩阵，刚度矩阵K对于无刚体运动的约束系统是正定的；对于有刚体运动的自由系统则是半正定的。当阻尼为比例阻尼时，阻尼矩阵C为对称矩阵（上述是解耦条件）。 N?阶矩阵。即 X及F分别为系统的位移响应向量及激励力向量，均为1

结构动力特性测试方法及原理

结构动力特性的测试方法及应用(讲稿) 一. 概述每个结构都有自己的动力特性,惯称自振特性。了解结构的动力特性就是进行结构抗震设计与结构损伤检测的重要步骤。目前,在结构地震反应分析中,广泛采用振型叠加原理的反应谱分析方法,但需要以确定结构的动力特性为前提。n 个自由度的结构体系的振动方程如下: [][][]{}{})()()()(...t p t y K t y C t y M =+??????+?????? 式中[]M 、[]C 、[]K 分别为结构的总体质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵,均为n 维矩阵;{} )(t p 为外部作用力的n 维随机过程列阵;{})(t y 为位移响应的n 维随机过程列阵;{})(t y &为速度响应的n 维随机过程列阵;{})(t y && 为加速度响应的n 维随机过程列阵。表征结构动力特性的主要参数就是结构的自振频率f (其倒数即自振周期T )、振型Y(i)与阻尼比ξ,这些数值在结构动力计算中经常用到。任何结构都可瞧作就是由刚度、质量、阻尼矩阵(统称结构参数)构成的动力学系统,结构一旦出现破损,结构参数也随之变化,从而导致系统频响函数与模态参数的改变,这种改变可视为结构破损发生的标志。这样,可利用结构破损前后的测试动态数据来诊断结构的破损,进而提出修复方案,现代发展起来的“结构破损诊断”技术就就是这样一种方法。其最大优点就是将导致结构振动的外界因素作为激励源,诊断过程不影响结构的正常使用,能方便地完成结构破损的在线监测与诊断。从传感器测试设备到相应的信号处理软件,振动模态测量方法已有几十年发展历史,积累了丰富的经验,振动模态测量在桥梁损伤检测领域的发展也很快。随着动态测试、信号处理、计算机辅助试验技术的提高,结构的振动信息可以在桥梁运营过程中利用环境激振来监测,并可得到比较精确的结构动态特性(如频响函数、模态参数等)。目前,许多国家在一些已建与在建桥梁上进行该方面有益的尝试。测量结构物自振特性的方法很多,目前主要有稳态正弦激振法、传递函数法、脉动测试法与自由振动法。稳态正弦激振法就是给结构以一定的稳态正弦激励力,通过频率扫描的办法确定各共振频率下结构的振型与对应的阻尼比。传递函数法就是用各种不同的方法对结构进行激励(如正弦激励、脉冲激励或随机激励等),测出激励力与各点的响应,利用专用的分析设备求出各响应点与激励点之间的传递函数,进而可以得出结构的各阶模态参数(包括振型、频率、阻尼比)。脉动测试法就是利用结构物(尤其就是高柔性结构)在自然环境振源(如风、行车、水流、地脉动等)的影响下,所产生的随机振动,通过传感器记录、经谱分析,求得结构物的动力特性参数。自由振动法就是:通过外力使被测结构沿某个主轴方向产生一定的初位移后突然释放,使之产生一个初速度,以激发起被测结构的自由振动。以上几种方法各有其优点与局限性。利用共振法可以获得结构比较精确的自振频率与阻尼比,但其缺点就是,采用单点激振时只能求得低阶振型时的自振特性,而采用多点激振需较多的设备与较高的试验技术;传递函数法应用于模型试验,常常可以得到满意的结果,但对于尺度很大的实际结构要用较大的激励力才能使结构振动起来,从而获得比较满意的传递函数,这在实际测试工作中往往有一定的困难。利用环境随机振动作为结构物激振的振源,来测定并分析结构物固有特性的方法,就是近年来随着计算机技术及FFT 理论的普及而发展起来的,现已被广泛应用于建筑物的动力分析研究中,对于斜拉桥及悬索桥等大型柔性结构的动力分析也得到了广泛的运用。斜拉桥或悬索桥的环境随机振源来自两方面:一方面指从基础部分传到结构的地面振动及由于大气变化而影响到上部结构的振动(根据动力量测结果,可发现其频谱就是相当丰富的,具有不同的脉动卓越周期,反应了不同地区地质土壤的动力特性);另一方面主要来自过桥车辆的随机振动。

振动基础知识

精心整理基本概念和基础知识一、常见的工程物理量力、压力、应力、应变、位移、速度、加速度、转速等（一）力：力是物体间的相互作用，是一个广义的概念。物体承受的力可以有加载力，也可以有动态力，我们常测试的力主要是动态力，即给结构施加力，激发结构的某些特性，便（四）振动速度：质量块在振荡过程中运动快慢的度量。质量块在运动波形的上部和下部极限位置时，其速度为0，这是因为质量块在这两点处，在它改变运动方向之前，必须停下来。质量块的振动速度在平衡位置处达到最大值，在此点处质量块已经加速到最大值，在此点以后质量块开始减速运动。振动速度的单位是用mm/s来表示。（五）振动加速度：被定义为振动速度的变化率，其单位是用有多少个m/s2或g来表示。由下图可见加速度最大值处是速度值最小值的地方，在这些点处质量块由减速到停止然后再开始加速。

（六）转速：旋转机械的转动速度（七）简谐振动及振动三要素振动是一种运动形式――往复运动 d＝Dsin（2πt/T＋Φ） D T f ω和f ω f 将式（ d 振动三要素：振幅D、频率f和相位Φ（八）、表示振动的参数：位移、速度、加速度振动位移：d=Dsin t D

π) 振动速度：v=Dωcosωt=Vsin(ωt+ 2 V=Dω 振动加速度：a=-Dω2sinωt=Asin(ωt+π) A＝-Dω2 （九）振动三要素在工程振动中的意义 1、振幅 ○振幅～物体动态运动或振动的幅度。 ★振幅是振动强度和能量水平的标志，是评价机器运转状态优劣的主要指标。即“有没有问题看振幅”。 ○峰峰值、单峰值、有效值振幅的量值可以表示为峰峰值（pp）、单峰值（p）、有效值（rms）或平均值（ap）。峰峰值是整个振动历程的最大值，即正峰与负峰之间的差值；单峰值是正峰或负峰的最大值；有效值即均方根值。 ○振动位移、振动速度、振动加速度振幅分别用振动位移、振动速度、振动加速度值加以描述、度量，三者相互之间可以通过微分或积分进行换算。在振动测量中，除特别注明外，习惯上： ○振动位移的量值为峰峰值，单位是微米[μm]或毫米[mm]； ○振动速度的量值为有效值（均方根值），单位是毫米/秒[mm/s]； ○振动加速度的量值是单峰值，单位是米/秒平方[m/s2]或重力加速度[g]，1[g]=9.81[m/s2]。 ○峰峰值、有效值、单峰值三者之间的量值关系单峰值=峰峰值/2，有效值=0.707峰峰值（峰峰值=1.414有效值）平均值=0.637峰峰值，平均值应用较少。 △在低频范围内，振动强度与位移成正比； △在中频范围内，振动强度与速度成正比； △在高频范围内，振动强度与加速度成正比。频率低意味着振动体在单位时间内振动的次数少、过程时间长，速度、加速度的数值相对

机械制图轴测图教案

第十九讲§4—1 轴测图的基本知识 §4—2 正等测图课题：1、轴测图的基本知识 2、平面立体的正等测图的画法课堂类型：讲授教学目的：1、介绍轴测图的基本知识 2、讲解平面立体的正等测图的画法教学要求：1、了解轴测图的种类，理解轴测图的基本性质 2、了解正等测图的形成、轴间角和轴向变形系数 3、熟练掌握平面立体的正等测图的画法教学重点：平面立体的正等测图的画法教学难点：正等测图的轴测轴和坐标原点的选择教具：模型：长方体、正六棱柱教学方法：用通俗的方法讲解正等测图的获得方法：根据观察者的方向，将立体旋转45°，然后将后面抬起适当角度，使立体的三条棱线（长、宽、高）与轴测投影面的夹角相等，用正投影的方法向轴测投影面投影所得的轴测图。教学过程：一、复习旧课 1、复习相贯线的两个基本性质。 2、复习相贯线的近似画法。 3、讲评作业，复习两个曲面立体相贯的相贯线的投影的画法。二、引入新课题多面正投影图能完整、准确地反映物体的形状和大小，且度量性好、作图简单，但立体感不强，只有具备一定读图能力的人才能看懂。有时工程上还需采用一种立体感较强的图来表达物体，即轴测图，。轴测图是用轴测投影的方法画出来的富有立体感的图形，它接近人们的视觉习惯，但不能确切地反映物体真实的形状和大小，并且作图较正投影复杂，因而在生产中它作为辅助图样，用来帮助人们读懂正投影图。在制图教学中，轴测图也是发展空间构思能力的手段之一，通过画轴测图可以帮助想

象物体的形状，培养空间想象能力。三、教学内容（一）轴测图的基本知识 1、轴测图的形成将空间物体连同确定其位置的直角坐标系，沿不平行于任一坐标平面的方向，用平行投影法投射在某一选定的单一投影面上所得到的具有立体感的图形，称为轴测投影图，简称轴测图，如图4－2所示。图4－2 轴测图的形成在轴测投影中，我们把选定的投影面P称为轴测投影面；把空间直角坐标轴OX、OY、OZ在轴测投影面上的投影O1X1、O1Y1、O1Z1称为轴测轴；把两轴测轴之间的夹角∠X1O1Y1、∠Y1O1Z1、∠X1O1Z1称为轴间角；轴测轴上的单位长度与空间直角坐标轴上对应单位长度的比值，称为轴向伸缩系数。OX、OY、OZ的轴向伸缩系数分别用p1、q1、r1表示。例如，在图4－2中，p1= O1A1／OA，q1 =O1B1／OB，r1 =O1C1／OC。强调：轴间角与轴向伸缩系数是绘制轴测图的两个主要参数。 2、轴测图的种类（1）按照投影方向与轴测投影面的夹角的不同，轴测图可以分为： 1）正轴测图——轴测投影方向（投影线）与轴测投影面垂直时投影所得到的轴测图。 2）斜轴测图——轴测投影方向（投影线）与轴测投影面倾斜时投影所得到的轴测图。（2）按照轴向伸缩系数的不同，轴测图可以分为： 1）正（或斜）等测轴测图——p1＝q1＝r1，简称正（斜）等测图； 2）正（或斜）二等测轴测图——p1＝r1≠q1，简称正（斜）二测图；

振动测试技术模态实验报告

研究生课程论文(2016-2017学年第二学期) 振动测试技术研究生：

模态试验大作业 0 模态试验概述模态试验（modal test）又称试验模态分析。为确定线性振动系统的模态参数所进行的振动试验。模态参数是在频率域中对振动系统固有特性的一种描述，一般指的是系统的固有频率、阻尼比、振型和模态质量等。模态试验中通过对给定激励的系统进行测量，得到响应信号，再应用模态参数辨识方法得到系统的模态参数。由于振动在机械中的应用非常普遍。振动信号中包含着机械及结构的内在特性和运行状况的信息。振动的性质体现着机械运行的品质，如车辆、航空航天设备等运载工具的安全性与舒适性；也反映出诸如桥梁、水坝以及其它大型结构的承载情况、寿命等。同时，振动信号的发生和提取也相对容易因此，振动测试与分析已成为最常用、最基本的试验手段之一。模态分析及参数识别是研究复杂机械和工程结构振动的重要方法，通常需要通过模态实验获得结构的模态参数即固有频率、阻尼比和振型。模态实验的方法可以分为两大类：一类是经典的纯模态实验方法，该方法是通过多个激振器对结构进行激励，当激振频率等于结构的某阶固有频率，激振力抵消机构内部阻尼力时，结构处于共振状态，这是一种物理分离模态的方法。这种技术要求配备复杂昂贵的仪器设备，测试周期也比较长；另一类是数学上分离模态的方法，最常见的方法是对结构施加激励，测量系统频率响应函数矩阵，然后再进行模态参数的识别。为获得系统动态特性，常需要测量系统频响函数。目前频响函数测试技术可以分为单点激励单点测量( SISO)、单点激励多点测量( SIMO) 、多点激励多点测量( MIMO)等。单点激励一般适用于较小结构的频响函数测量，多点激励适用于大型复杂机构，如机体、船体或大型车辆机构等。按激励力性质的不同，频响函数测试分为稳态正弦激励、随机激励及瞬态激励三类，其中随机激励又有纯随机、伪随机、周期随机之分。瞬态激励则有快速正弦扫描激励、脉冲激励和阶跃激励等几种方式。按激励力性质的不同，频响函数测试分为稳态正弦激励、随机激励及瞬态激励三类，其中随机激励又有纯随机、伪随机、周期随机之分，瞬态激励则有快速正弦扫描激励、脉冲激励和阶跃激励等几种方式。振动信号的分析和处理技术一般可分为时域分析、频域分析、时频域分析和时间序列建模分析等。这些分析处理技术从不同的角度对信号进行观察和分析，为提取与设备运行状态有关的特征信息提供了不同的手段。信号的时域分析包括时域统计分析、时域波形分析和时域相关分析。对评价设备运行状态和

微振动的高精度测量原理

微振动的测量原理及其应用吴志超（机械与电子工程学院电子信息工程）指导教师：许海峰摘要：振动是指描述系统状态的参量（如位移、电压）在其基准值上下交替变化的过程。狭义的指机械振动，即力学系统中的振动。电磁振动习惯上称为振荡。力学系统能维持振动，必须具有弹性和惯性。由于弹性，系统偏离其平衡位置时，会产生回复力，促使系统返回原来位置；由于惯性，系统在返回平衡位置的过程中积累了动能，从而使系统越过平衡位置向另一侧运动。正是由于弹性和惯性的相互影响，才造成系统的振动。对振动的研究意义非常重大。通过掌握振动的基本理论和分析方法，用以确定和限制振动时，工程结构和机械产品的性能、寿命及安全的有害影响；本文介绍了接触式和非接触式两种微振动的测量原理，可以运用振动理论去创造和设计新型振动设备、仪表及自动化装置。主题词：微振动；测量原理；应用 Abstract：Vibration refers to describe the system state parameters (such as displacement, voltage) in its benchmark fluctuation variations of process. In its narrow sense means mechanical vibration, namely the mechanical system of vibration. Electromagnetic vibration habit is called on oscillation. Mechanical system can maintain vibration, must have the flexibility and inertia. Due to its equilibrium elasticity, system deviation position, can produce reply force, prompting system; return to its original position Because of inertia, system in return balance position process accumulated the kinetic energy, so that the system across to the other side movement balance position. Because of elasticity and inertia mutual influence, just cause system vibration. The vibration research significance of very significant. Through mastery of vibration of basic theory and analysis method to determine and restrictions vibrating engineering structural and mechanical product performance, the life and the safety of harmful influence; This paper introduces the contact and contact-less two micro vibration measuring principle of vibration theory, and can be used to create and design a new vibration equipment,

振动测试技术方案设计

振动测试技术案采用加速度计作为振动传感器，在各种工况下，对被测系统多个测点的加速度信号进行测量，通过FFT频谱分析，得到结构的固有频率，描述系统的振动特性。却迪哎怯嗟惟悟号追辿蟹數赛紫蚩胖讣竿机图1振动测试硬件流程图、传感器指标分析最常用的振动测量传感器按各自的工作原理可分为压电式、压阻式、电容式、电感式以及光电式。压电式加速度传感器因为具有测量频率围宽、量程大、体积小、重量轻、对被测件的影响小以及安装使用便，所以成为最常用的振动测量传感器。在一般通用振动测量时，用户主要关心的是加速度计传感器的技术指标，包括灵敏度、带宽、量程、分辨率、输出电气特性等。（1）灵敏度传感器的灵敏度是传感器的最基本指标之一，灵敏度的大小直接影响到传感器对振动信号的测量。不难理解，传感器的灵敏度应根据被测振动量（加速度值）大小而定，但由于加速度传感器是测量振动的加速度值，而在相同的位移幅值条件下加速度值与信号的频率平成正比，所以不同频段的加速度信号大小相差甚大。选择加速度传感器灵敏度时应对信号有充分的估计，最常用的振动测量压电式加速度计

灵敏度，电压输出型(IEPE型)为50?100 mV/g，电荷输出型为 1 ?50 PC/g。 (2)带宽传感器的带宽是指传感器在规定的频率响应幅值误差( 士5%, 士10%, 士3dB)传感器所能测量的频率围。频率围的高，低限分别称为高、低频截止频率。截止频率与误差直接相关，所允的误差围大则其频率围也就宽。作为一般原则，传感器的高频响应取决于传感器的机械特性，而低频响应则由传感器和后继电路的综合电气参数所决定。高频截止频率高的传感器必然是体积小，重量轻，反之用于低频测量的高灵敏度传感器相对来说则一定体积大和重量重。 (3)量程加速度传感器的测量量程是指传感器在一定的非线性误差围所能测量的最大测量值。通用型压电加速度传感器的非线性误差大多为1%。作为一般原则，灵敏度越高其测量围越小，反之灵敏度越小则测量围越大。IEPE(电压)输出型压电加速度传感器的测量围是由在线性误差围所允的最大输出信号电压所决定，最大输出电压量值一般都为士5V。通过换算就可得到传感器的最大量程，即等于最大输出电压与灵敏度的比值。需要指出的是IEPE压电传感器的量程除受非线性误差大小影响外，还受到供电电压和传感器偏置电压的制约。当供电电压与偏置电压的差值小于传感器技术指标给出的量程电压时，传感器的最大输出信号就会发生畸变。因此IEPE型加速度传感器的偏置电压稳定与否不仅影响到低频测量也可能会使信号失真，这种现象在高低温测量时需要特别注意，当传感器的置电路在非室温条件下不稳定时，传感器的偏置电压很可能不断缓慢地漂移而造成测量信号忽大忽小。 (4)分辨率即能测量到的最小加速度变化量。加速度传感器的分辨率受其噪声的限制，输出噪声的大小随频带宽度而变化。 (5)输出电气特性

机械工程测试技术基础教学大纲

《机械工程测试技术基础》课程教学大纲课程代码：课程英文名称：Foundation of Mechanical Measure Engineering 课程总学时：40 讲课：32 实验：8 上机：0 适用专业：机械设计制造及其自动化，机械电子工程大纲编写（修订）时间：2016 一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标 1．《机械工程测试技术基础》课程适用于机械设计制造及自动化专业本科（四年学制），是学生的专业基础必修课。在机械制造领域，无论是在机械系统研究过程分析还是机械自动加工控制系统中，工程测试技术应用及其普遍，所以掌握必要的测试技术基础知识和技术基础，对做好机械制造专业的工作尤为重要。 2．课程教学内容方面侧重于测试技术基本知识、基本理论和基本方法，着重培养学生运用所学知识解决实际测量问题的实践能力。因此，本门课程的教学目标是：掌握非电量电测法的基本原理和测试技术；常用的传感器、中间变换电路及记录仪器的工作原理及其静、动态特性的评价方法；测试信号的分析、处理方法。培养学生能够根据测试目的选用合适的仪器组建测试系统及装置，使学生初步掌握进行动态测试所需的基本知识和技能；掌握位移、振动、温度、力、压力、噪声等常见物理量的测量和应用方法；掌握计算机测量系统、虚拟仪器等方面的基础知识；并能了解掌握新时期测试技术的更新内容及发展动向，为进一步研究和处理机械工程技术问题打好基础。（二）知识、能力及技能方面的基本要求 1．要求掌握物理学上的电磁学理论知识、控制工程基础中的系统分析方法、电工学的电路分析理论。 2．要求掌握电工实验独立动手能力和仪器的操作能力。 3．掌握测试技术基本知识、基本技能，具备检测技术工程师的基本素质与能力，能应对生产和科研中遇到的测试系统设计以及传感器的选型、调试、数据处理等方面的问题，初步形成解决科研、生产实际问题的能力。（三）实施说明本课程是一门技术基础课，研究对象为机械工程中常见动态机械参数，主要讲授有关动态测试与信号分析处理的基本理论方法；测试装置的工作原理、选择与使用。为后续专业课、选修课有关动态量的实验研究打基础，并直接应用于生产实践、科学研究与日常生活有关振动噪声、力、温度等参量的测试中。 1．从进行动态测试工作所必备的基本知识出发，学生学完本课程后应具备下列几方面的知识：（1）掌握信号的时域和频域的描述方法，重点阐述建立明确的频谱概念，掌握信号强度的表达式、频谱分析和相关分析的基本原理和方法，了解功率谱密度函数及应用和数字信号分析的一些基本概念。明白波形图、频谱图的含义，具备从示波器、频谱分析仪中读取解读测量信息的能力。（2）测试装置的基本特性部分:掌握系统传递函数、频响函数以及一、二阶系统的静动态特性的描述及测试方法，掌握测试装置的基本特性评价方法和不失真条件，并能正确运用于测试装置分析和选择。

轴测图的基本知识教案

课题：1、轴测图的基本知识 2、平面立体的正等测图的画法课堂类型：讲授教学目的：1、介绍轴测图的基本知识 2、讲解平面立体的正等测图的画法教学要求：1、了解轴测图的种类，理解轴测图的基本性质 2、了解正等测图的形成、轴间角和轴向变形系数 3、熟练掌握平面立体的正等测图的画法教学重点：平面立体的正等测图的画法教学难点：正等测图的轴测轴和坐标原点的选择教具：模型：长方体、正六棱柱教学方法：用通俗的方法讲解正等测图的获得方法：根据观察者的方向，将立体旋转45°，然后将后面抬起适当角度，使立体的三条棱线（长、宽、高）与轴测投影面的夹角相等，用正投影的方法向轴测投影面投影所得的轴测图。教学过程：一、复习旧课 1、复习相贯线的两个基本性质。 2、复习相贯线的近似画法。 3、讲评作业，复习两个曲面立体相贯的相贯线的投影的画法。二、引入新课题多面正投影图能完整、准确地反映物体的形状和大小，且度量性好、作图简单，但立体感不强，只有具备一定读图能力的人才能看懂。有时工程上还需采用一种立体感较强的图来表达物体，即轴测图，。轴测图是用轴测投影的方法画出来的富有立体感的图形，它接近人们的视觉习惯，但不能确切地反映物体真实的形状和大小，并且作图较正投影复杂，因而在生产中它作为辅助图样，用来帮助人们读懂正投影图。在制图教学中，轴测图也是发展空间构思能力的手段之一，通过画轴测图可以帮助想象物体的形状，培养空间想象能力。三、教学内容（一）轴测图的基本知识 1、轴测图的形成

将空间物体连同确定其位置的直角坐标系，沿不平行于任一坐标平面的方向，用平行投影法投射在某一选定的单一投影面上所得到的具有立体感的图形，称为轴测投影图，简称轴测图，如图4－2所示。图4－2 轴测图的形成在轴测投影中，我们把选定的投影面P称为轴测投影面；把空间直角坐标轴OX、OY、OZ在轴测投影面上的投影O1X1、O1Y1、O1Z1称为轴测轴；把两轴测轴之间的夹角∠X1O1Y1、∠Y1O1Z1、∠X1O1Z1称为轴间角；轴测轴上的单位长度与空间直角坐标轴上对应单位长度的比值，称为轴向伸缩系数。OX、OY、OZ的轴向伸缩系数分别用p1、q1、r1表示。例如，在图4－2中，p1= O1A1／OA，q1=O1B1／OB，r1=O1C1／OC。强调：轴间角与轴向伸缩系数是绘制轴测图的两个主要参数。 2、轴测图的种类（1）按照投影方向与轴测投影面的夹角的不同，轴测图可以分为： 1）正轴测图——轴测投影方向（投影线）与轴测投影面垂直时投影所得到的轴测图。 2）斜轴测图——轴测投影方向（投影线）与轴测投影面倾斜时投影所得到的轴测图。

土木工程结构振动控制技术及其应用研究.

万方数据

万方数据万方数据《6? 善s. 曼s. 蓑s. 辎4. 图6模拟结构阻尼比随TLMD频率比变化曲线模拟结构阻尼比达到极值。频率比在0.96~0.98区间,即频率比在最优值附近改变±1%时,模拟结构阻尼比变化较为平缓且均在6%以上。

实桥通常采用多重TLMD(MTLMD进行减振,为此在室内进行了MTLMD减振性能试验。分别将1~4台频率和阻尼均调为优化值的减振器固定到上述模拟结构上进行试验,得到模拟结构阻尼比随TLMD总质量比变化的曲线如图7所示,按TMD 理论计算的相应曲线亦绘于图7。从图7可知,模拟结构的阻尼比随TLMD总质量比增加而增大,4台TLMD(质量比1.91%时,模拟结构阻尼比达到7.13%,抑振效果非常好。1~4台TLMD 的试验值与同质量比下的TMD理论计算值比较,模拟结构阻尼比分别提高27%、23%、35%和46%,说明新型TLMD双调谐减振器由于同时具有TLD 和TMD的抑振效能,抑振性能在TMD基础上有大幅提升。图7MTLMD抑振性能的试验值与TMD理论僵对比3.1.3实桥试验选取九江长江大桥三大拱中2根典型吊杆(C32A32和C10A10,对该新型减振器进行了减振性能实桥试验。在每根吊杆上安装4台活动质量均为10kg的减振器,如图8所示。首先撤下吊杆原有TMD减振器,分别进行激振并得到吊杆自身的自振特性;然后安装试验用新型减振器TLMD对吊杆激振,进行新型TLMD减振性能试验;最后对撤下的既有TMD减振器进行检修,使之恢复最佳状态,重新安装到吊杆上进行综合减振性能试验。试验结果如图9所示。由图9可知,吊杆C32A32和C10A10在TLMD质量比分别为1.57%与1.56%的情形下, 图8新型TLMD实桥安装图9实桥试验结果目标振型阻尼比达到了5.09%和3.58%,阻尼分别提高了50.9倍和35.8倍。对非目标振型,结构阻尼比也有所提高。对比原TMD在质量比为1.9%时,目标振型阻尼比为3%左右,TLMD具有更好的减振效果。TLMD与TMD减振器共同工作时,目标振型的结构阻尼比进一步增加到5.47%和4.98%,非目标振型的结构阻尼比有更明显的提高。

振动测试必须知道的27个基本常识

振动测试必须知道的27个基本常识振动测试必须知道的常识 1、什么是振动振动是机械系统中运动量（位移，速度和加速度）的振荡现象。 2、振动实验的目的振动试验的目的是模拟一连串振动现象，测试产品在寿命周期中，是否能承受运输或使用过程的振动环境的考验，也能确定产品设计和功能的要求标准。振动试验的精义在于确认产品的可靠性及提前将不良品在出厂前筛检出来，并评估其不良品的失效分析使其成为高水平，高可靠性的产品。 3、振动分几种

振动分确定性振动和随机振动两种。 4、什么是正弦振动能用一项正弦函数表达式表达其运动规律的周期运动。例如凡是旋转、脉动、振荡（在船舶、飞机、车辆、空间飞行器上所出现的）所产生的振动均是正弦振动。 5、正弦振动的目的正弦振动试验的目的是在试验室内模拟电工电子产品在运输、储存、使用过程中所遭受的振动及其影响，并考核其适应性。 6、正弦振动的试验条件正弦振动试验的验条件（严酷等级）由振动频率范围、振动量、试验持续时间（次数）共同确定。 7、什么是振动频率范围振动频率范围表示振动试验由某个频率点到某个频率点进行往复扫频。例如：试验频率范围5-50Hz，表示由5Hz到50Hz进行往复扫频。 8、什么是频率频率：每秒振动的次数.单位：Hz。 9、什么是振动量振动量:通常通过加速度、速度和位移来表示。加速度：表示速度对时间倒数的矢量。加速度单位:g或m/s2

速度：在数值上等于单位时间内通过的路程位移：表示物体相对于某参考系位置变化的矢量。位移单位:mm 10、什么是试验持续时间振动时间表示整个试验所需时间, 次数表示整个试验所需扫频循环次数。 11、什么是扫频循环扫频循环：在规定的频率范围内往返扫描一次：例如：5Hz→50Hz→5Hz,从5Hz扫描到50Hz后再扫描到5Hz。 12、什么是重力加速度重力加速度：物体在地球表面由于重力作用所产生的加速度。 1gn=10m/s2（GB/T 2422-1995 电工电子产品环境试验术语） 13、扫描方式分几种线性扫描：是线性的，即单位时间扫过多少赫兹，单位是Hz/s或Hz/min，这种扫描用于细找共振频率的试验。对数扫描：频率变化按对数变化，扫描率可以是oct/min ，对数扫描的意思是相同的时间扫过的频率倍频程数是相同的。 14、什么是扫描速度扫描速度(sweep speed):指从最低频率扫描到最高频率的速度。有以下几种：1）oct/min:多少倍频程每分钟。例:1oct/min,5Hz到10Hz需1分钟,10Hz到20Hz需1分钟。

机械振动测试系统综述

机械振动测试系统综述翟慧强张金萍于玲王丹（沈阳化工大学机械工程学院,辽宁沈阳 110142）摘要:机械振动测试技术在工业生产中起着十分重要的作用，为此设计和制造高效的机械振动测试系统便成为测试技术的重要内容。本文首先概述了机械振动测试系统的发展历程。总结和分析了发展机械振动测试系统的基本组成和应用理论。根据不同原理列举了几种机械振动测试系统的类型并对不同的机械振动测试系统进行分析,探讨了他们的优点和不足。最后在此基础上分析了机械振动测试系统的几个发展趋势和系统建设中仍然要注意的抗干扰问题和故障诊断问题。关键词：机械振动测试系统；测试技术；抗干扰；故障诊断 1 引言振动问题广泛存在于热门的生活和生产当中。建筑物、机器等在内界或者外界的激励下就会产生振动。而机械振动常常会破坏机械的正常工作，甚至会降低机械的使用寿命并对机器造成不可逆的损坏多数的机械振动是有害的。因而对振动的研究不仅有利于改善人们的生活环境和生活水平，也有助于提高机械设备的使用寿命，提高人们的生产效率。正因如此振动测试在生产和科研等多方面都有着十分重要的地位[1]。为了控制振动，将振动给人们带来的危害降至最低，就需要我们了解振动的特性和规律，对振动进行测试和研究。振动测试系统应运而生。振动测试系统有着较为长久的发展历史，是与人类社会的发展有着紧密的联系。随着计算机技术和相关高科技技术的问世和发展，振动测试系统也有了飞跃性的发展。振动测试系统从最早的简单机械设备的应用到如今的先进的计算机技术和设备的应用。从刚开始的检测人员的耳朵来进行测量、判断和计算出大概的故障点的原始方法到现在的计算机控制、存储、处理数据的处理[2]。无不体现出振动测试系统的长足发展和飞跃式的进步。与此同时，机械振动测试在理论方面也有了长足的发展，1656年惠更斯首次提出物理摆的理论并且创造出了单摆机械钟到现今的自动控制原理和计算机的日趋完善，人们对机械振动分析的研究已日趋成熟。而伴随着振动测试系统的进步和日臻成熟，其在国民的日常生活和生产中所扮演的角色也愈发的重要。 2机械振动测试系统的基本理论与组成机械振动测试就是利用现代一些测试手段，对所研究物体的机械振动进行测量，并对测得的信号进行更细致的分析，以期获得在各种工作状态下物体的机械振动特性，从而判断物体的机械振动特性是否符合要求。振动测试系统主要由传感器、信号调节部分、数模转换器、信号处理部分和数据记录部分、反馈部分等组成。传感器是将被测量转换成某种电信号的部件。是整个测试系统最重要的组成部分。信号调节部分是把传感器的输出信号转换成适合于进一步传输和处理的形式。经过加工处理使得原始信号更加便于分析和处理。这种信号的转换多数是电信号直接的转换。信号处理部分是对来自信号调节环节的信号进行各种运算和分析。这也是测试的核心意义所在，包括对时域和频域的分析，已得到各种参数。数模转换器是采用计算机等进行测试、控制系统时进行模拟信号与数字信号的相互转换的环节。测试系统的主要作用是更加便捷易懂的将初试信号转换成某种信号进行提取分析。因此最重要的是信号不能失真，不出现扰动。这就对测试系统提出了较为严格的要求[3]。 3.振动测试系统的分类近几年来，振动测试理论与方法都有了很大的发展。目前振动测试方法按其原理不同可以分为四类。直观类、光学类、机械类和电测类。直观法操作简便，不受各种器材的限制。

振动基础知识分析

基本概念和基础知识一、常见的工程物理量力、压力、应力、应变、位移、速度、加速度、转速等（一）力：力是物体间的相互作用，是一个广义的概念。物体承受的力可以有加载力，也可以有动态力，我们常测试的力主要是动态力，即给结构施加力，激发结构的某些特性，便于测试了解其结构特性，如模态试验用的力锤。（二）应力应变：材料或构件在单位截面上所承受的垂直作用力称为应力。在外力作用下，单位长度材料的伸长量或缩短量，称为应变量。在一定的应力范围（弹性形变）内，材料的应力与应变量成正比，它们的比例常数称为弹性模量或弹性系数。（三）振动位移：位移就是质量块运动的总的距离，也就是说当质量块振动时，位移就是质量块上、下运动有多远。位移的单位可以用μm 表示。进一步可以从振动位移的时间波形推出振动的速度和加速度值。

可以是静态位移，可以是动态位移。通常我们测试的都是动态位移量。有角位移、线位移等。（四）振动速度：质量块在振荡过程中运动快慢的度量。质量块在运动波形的上部和下部极限位置时，其速度为0，这是因为质量块在这两点处，在它改变运动方向之前，必须停下来。质量块的振动速度在平衡位置处达到最大值，在此点处质量块已经加速到最大值，在此点以后质量块开始减速运动。振动速度的单位是用mm/s来表示。（五）振动加速度：被定义为振动速度的变化率，其单位是用有多少个m/s2 或g来表示。由下图可见加速度最大值处是速度值最小值的地方，在这些点处质量块由减速到停止然后再开始加速。（六）转速：旋转机械的转动速度（七）简谐振动及振动三要素振动是一种运动形式――往复运动

d＝Dsin（2πt/T＋Φ） D――振动的最大值，称为振幅 T――振动周期，完成一次全振动所需要的时间 f――单位时间内振动的次数,即周期的倒数为振动频率， f ＝1/T （Hz）(1) 频率f 又可用角频率来表示，即 ω＝2π/T （rad/s） ω和f的关系为 ω＝2πf （rad/s）(2) f ＝ω/2π（Hz）(3) 将式（1）、（2）、（3）代入式可得 d ＝D sin（ωt＋Φ）＝Dsin（2πft＋Φ）可以用正玄或余玄函数描述的振动过程称之为简谐振动