机械振动的测量方法
机械振动测量
dt
a dv 2 A sin(t )
dt
➢ 简谐振动的位移、速度、加速度的振动形式和振动频率 都是一样的，只是三者的相位和幅值不同。
➢ 由此可得，任何一个简谐振动都可以三者中的任意一个 量与时间关系来表征。
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二、振动的测试内容及测量方法
测试的内容包括两方面：
[1 ( / n )2 ]2 (2 / n )2
zm
( / n )2 xm [1 ( / n )2 ]2 (2 / n )2
传感器输出的辐值和相 位角均与ω/ωn和ζ有
关。
tan 1
2 ( / n ) 1 ( / n )2
惯性系统阻尼比； 惯性系统的固有角频率。 17
一、绝对式测振传感器原理
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三、振动测试系统的构成
➢ 被测对象在激振力的作用下产生受迫振动，测振传感器测出振动力学参量， 通过振动分析（时域中的相关技术，频域中的功率谱分析）以及计算机数 字处理技术，检测出有用的信息。
➢ 工程上，振动的测试主要讨论的是系统的传输特性，尤其是频率响应特性。 通过测试的数据，推估出系统的动态特性参数。
则顶杆不能满足跟随条件，与被测物体之间发生撞击。
因此，传感器使用范围与被测最大位移和频率有关。 28
三、测振传感器的选择
主要涉及：频率特性、量程范围和灵敏度。 (1) 不同类型的传感器测量范围不同，只有在恰当的频率测
量范围内．传感器才能正确反映被测物休的振动规律。
据前分析： ➢ 低频振动场合，加速度幅值不大，通常选择振动位移的
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一、绝对式测振传感器原理
3、测振动加速度
测振传感器的振动参数是加速度时，有：
A( )a
机械设计中的机械振动与噪声控制
机械设计中的机械振动与噪声控制机械振动与噪声是机械设计中一个重要的考虑因素，对于提高机械设备的可靠性、减少能量损失、改善工作环境等方面都有着重要意义。
本文将探讨机械振动的成因、测量与分析方法，以及噪声控制的一些常见手段。
一、机械振动的成因机械振动的成因主要有以下几个方面：1. 动力源的激励：如电机、发动机等的不平衡、不稳定运动会产生振动。
2.不平衡质量：机械旋转部件的不平衡质量会导致产生振动。
3.机械结构的松散：机械结构的连接件、零部件的松动也是引起振动的原因之一。
4.共振效应：当机械系统的固有频率与激励频率相近时，会出现共振效应，使振幅大幅度增加。
二、机械振动的测量与分析方法为了了解和控制机械振动，工程师需要进行测量与分析。
以下是常用的振动测量与分析方法：1.加速度传感器：通过安装加速度传感器测量机械设备的振动加速度，并将信号转化为电信号供分析使用。
2.频谱分析：将振动信号通过傅里叶变换，得到不同频率下的幅值信息。
通过频谱分析，可以了解机械系统的频率分布情况。
3.模态分析：模态分析是通过分析机械结构的振型和固有频率，识别出结构的敏感频率，以便进行优化设计。
三、噪声控制的常见手段噪声是不希望的声音，会给人们的生活和工作带来压力和困扰。
因此，在机械设计中，噪声控制也是非常重要的。
以下是几种常见的噪声控制手段：1.隔离控制：通过使用隔离材料或减震装置将振动与声音传递到周围环境的能量降到最低。
2.吸音控制：通过安装吸音材料，如泡沫板、吸音石膏板等，来减少声音的反射和传播，从而减少噪声。
3.降噪设计：通过优化机械结构和机械部件的设计，减少共振效应和噪声的产生。
4.使用低噪声材料：在机械设计中，选择低噪声材料可以有效降低噪声的产生。
四、结论机械振动与噪声控制在机械设计中具有重要地位。
了解振动的成因，以及掌握测量与分析的方法，能够帮助工程师改善机械设备的性能和可靠性。
而合理的噪声控制手段能够提高工作环境的舒适性和安静度。
机械振动的测量方法
机械振动的测量方法机械振动是指物体在其中一固定点或者固定坐标系中围绕其中一平衡位置作周期性的往复运动。
机械振动测量的目的是为了评估物体的振动特性，找到振动源，分析振动原因，以进一步改进设计和提供振动控制措施。
机械振动的测量方法有很多种，下面就几种常用的机械振动测量方法进行介绍。
1.声学振动测量方法：这种方法是通过采集并分析物体产生的声音来测量机械振动。
它可以通过一个或多个声音传感器将机械振动转化为声音信号，然后借助声学仪器进行分析和处理。
这种方法可以用来确定振动的频率、振幅、振动模式和振动源的位置等。
它适用于非接触式测量，测量范围广，且具有较高的灵敏度。
2.惯性振动测量方法：这种方法是通过安装加速度传感器或振动传感器，直接感知机械振动的加速度或位移，然后根据牛顿运动定律计算出振动的频率、幅值和相位等参数。
这种方法适用于测量低频振动，测量结果更加准确，但需要对传感器进行定期校准。
3.光学振动测量方法：这种方法是通过光学传感器来测量机械振动。
光学传感器可以分为接触式和非接触式两类。
接触式的光学传感器通常是基于拉普拉斯原理，测量物体表面的位移或变形。
非接触式的光学传感器则通常是采用激光干涉或干涉测量的原理，利用激光束来测量物体的位移或振动速度。
光学振动测量方法精度高，分辨率高，适用于测量微小振动。
4.功率谱测量方法：这种方法是通过对机械振动信号进行频谱分析，测量不同频率成分的能量或功率，以评估振动的特性。
功率谱测量方法可以使用FFT（快速傅里叶变换）等算法将时域信号转化为频域信号，进而获取功率谱图。
功率谱图可以提供振动的频率分布、主要振动频率和传递函数等信息。
这种方法适用于复杂的振动分析和频谱分析。
值得注意的是，以上所述的机械振动测量方法仅为常用方法之一，还有一些其他的测量方法，如微机械系统(MEMS)传感器、电容式传感器、压电传感器等，这些传感器可以通过物理效应来感知机械振动。
不同的测量方法有不同的适用范围和测量精度，需要根据具体的测量需求和实际情况选择合适的方法。
振动测量仪检测机械设备振动频率试验方法
振动测量仪检测机械设备振动频率试验方法引言本文档旨在介绍振动测量仪检测机械设备振动频率的试验方法。
振动频率的检测对于评估机械设备的性能和运行状态具有重要意义。
通过使用振动测量仪，我们可以获取准确的振动频率数据，进而判断设备是否正常工作，是否存在故障或其他问题。
检测前准备在进行振动频率的试验前，需要确保以下准备工作已完成：1. 确保振动测量仪已校准，并且其精度符合要求。
2. 选择合适的测点。
通常，振动测量应在设备的关键部位进行，如轴承、驱动装置、连接部件等等。
3. 清洁测点，确保其不受污物或腐蚀物的影响。
4. 确保测试环境稳定，避免外部干扰对测试结果的影响。
测试步骤以下是振动测量仪检测机械设备振动频率的试验步骤：1. 将振动测量仪的传感器安装在所选择的测点上。
确保传感器与设备紧密连接，并且位置正确。
2. 打开振动测量仪，并根据设备的工作状态进行合适的设置。
例如，选择合适的量程和采样频率。
3. 启动机械设备，并确保其处于正常工作状态下。
4. 等待足够的运行时间，以使设备达到稳定状态。
5. 开始记录振动频率数据。
根据测量要求，可以选择不同的记录方式，如实时记录或定时采样。
6. 持续记录一段时间，以确保获得足够的数据样本。
通常建议记录至少10个周期的数据。
7. 分析测得的振动频率数据。
可以使用专业软件进行频谱分析，以获取各个频率分量的幅值和相位信息。
8. 基于分析结果，评估机械设备的振动频率是否处于正常范围内。
根据设备的类型和要求，可以参考相关标准或经验值进行判断。
9. 如果发现振动频率异常或超过允许范围，进一步分析可能的原因，并采取相应的措施修复或调整设备。
结论通过使用振动测量仪进行振动频率的试验，我们可以准确评估机械设备的运行状态和性能。
本文档介绍了振动测量仪检测机械设备振动频率的试验方法，包括准备工作、测试步骤和数据分析。
遵循本文档的指导，可以提高振动频率试验的准确性和可靠性，从而更好地评估机械设备的振动性能。
机械振动分析方法和故障诊断技巧
机械振动分析方法和故障诊断技巧机械振动是指机械系统中发生的谐波运动，它可能是正常工作的结果，也可能是机械故障的表现。
因此，机械振动分析和故障诊断技巧是确保机械系统安全和可靠运行的重要手段。
本文将介绍一些常用的机械振动分析方法和故障诊断技巧，以帮助读者更好地理解和解决机械振动问题。
首先，机械振动的分析方法可以分为实验方法和数值方法两类。
实验方法主要包括传感器测量和信号处理两个步骤。
传感器测量是通过安装振动传感器或加速度计等传感器，采集机械系统振动信号的幅值、频率、相位等参数。
信号处理则是将传感器采集到的原始振动信号进行滤波、采样、转换等操作，得到频谱图、时域图等振动特征图，从而分析机械振动的特性和问题。
数值方法则是通过建立机械系统的数学模型，利用有限元仿真、边界元法等数值计算方法，得到机械系统的振动响应和特征频率。
这些方法能够辅助工程师更全面地了解机械系统的振动状况，并找出可能的故障原因。
其次，故障诊断技巧是通过分析机械振动信号中的特征频率、谐波共振、幅度变化等信息，判断机械故障的类型和位置。
其中，特征频率是指机械系统在运行过程中产生的振动信号中最明显的频率成分，可以通过振动分析仪器进行测量，并与机械系统的结构、转速等参数进行比对。
通过对比分析，工程师可以确定机械系统是否存在异常振动，进一步判断是否出现故障。
另外，谐波共振是指机械系统中某个部件在特定频率作用下振动幅度显著增大的现象。
通过振动分析，工程师可以判断谐波共振是否超过了设计范围，是否会引起机械系统的损坏。
此外，工程师还可以通过分析振动信号中的幅度变化，判断故障是否逐渐恶化或发展成为严重的问题。
除了上述的分析方法和技巧，机械振动分析和故障诊断还需要结合实际情况和经验。
例如，工程师需要对机械系统的结构、材料、转速等参数进行全面考虑，并根据机械振动的特点和规律，判断可能的故障原因。
此外，工程师还需要掌握振动分析仪器的使用方法和数据处理技巧，以确保结果的准确性和可靠性。
振动测量方法和标准(一)
振动测量方法和标准(一)振动测量方法和标准概述•振动测量是工程领域中常用的一种测试方法，用于评估物体振动的强度和频率。
通过振动测量，可以帮助我们分析和优化结构的设计，预测设备的寿命以及判断机器运行是否正常。
常用的振动测量方法1.加速度法：通过测量物体在特定点上的加速度来评估振动。
这种方法可以用于结构的动态响应分析和冲击问题。
2.速度法：通过测量物体在特定点上的速度来评估振动。
速度法适用于精密设备和需要高精度的振动测量。
3.位移法：通过测量物体在特定点上的位移来评估振动。
位移法适用于机械系统和结构的频率响应分析。
4.功率谱法：通过将振动信号转换为频谱来评估振动。
功率谱法可以帮助我们了解在不同频率下振动的能量分布情况。
国际标准和规范•ISO 10816：该标准是国际上最常用的用于评估机械设备振动的标准。
它包含了振动级别的分级标准以及对振动测量的方法和仪器的要求。
•ISO 2372：该标准适用于旋转机械的振动测量。
它提供了用于评估旋转机械振动的标准指导，并包含了振动级别的分级标准。
•ISO 7919：该标准适用于机组振动测量和评估。
它为机组振动评估提供了详细的指导，并包含了对测点位置和振动级别的要求。
•DIN 4150：该规范适用于建筑物振动的评估和控制。
它提供了对建筑物振动的测量和评估的标准指导，并包含了对振动限值的要求。
结论•振动测量是一种重要的工程技术方法，可以帮助我们评估和优化结构的设计，预测设备的寿命以及判断机器运行是否正常。
在进行振动测量时，可以选择适合具体应用场景的测量方法，并遵循相应的国际标准和规范进行评估。
通过合理的振动测量，我们可以提高工程项目的质量和可靠性，减少潜在的风险和故障发生。
三点法测量振动的方法
三点法测量振动的方法
三点法是一种测量振动的方法，通常用于确定一个物体的振动特性，如频率、振幅和相位等。
这种方法通常涉及三个传感器或测量点，通过记录和分析这些点的数据，可以了解物体的振动状态。
以下是三点法测量振动的基本步骤：
1. 选择三个测量点：选择一个物体上的三个不同的点作为测量点，这三个点应该能够代表物体的振动特性。
通常选择一个对称的点作为参考点，另外两个点作为测量点。
2. 安装传感器：在每个测量点上安装适当的传感器，例如加速度计或位移传感器，以测量物体的振动。
3. 记录数据：使用数据采集系统记录每个传感器在一段时间内的数据。
数据采集系统应该能够同步记录所有传感器的数据。
4. 分析数据：将记录的数据进行分析，以提取有关物体振动的信息。
这可能包括计算振幅、频率和相位等参数。
5. 确定振动特性：通过分析数据，可以确定物体的振动特性，例如振型、固有频率和阻尼比等。
这些信息对于结构健康监测、振动控制和优化设计等应用非常重要。
需要注意的是，三点法测量振动的效果取决于测量点的选择和传感器的安装。
因此，在实际应用中，应该根据具体情况选择合适的测量点和传感器，并进行适当的校准和调整。
测振仪的使用方法
测振仪的使用方法
测振仪是一种用于测量机械设备或结构的振动情况的仪器。
使用测振仪可以帮助我们评估设备或结构的振动水平，从而判断其是否存在故障或需要维修。
以下是测振仪的使用方法：
1. 首先，确认测振仪是否已经校准。
如果没有校准，需要按照测振仪的说明书进行校准操作。
2. 将测振仪连接到需要测试的机械设备或结构上。
通常，测振仪会有一个传感器，将其固定在机械设备或结构上的适当位置。
3. 打开测振仪并设置测试参数。
根据需要，可以设置测试的时间、频率范围等参数。
4. 启动测振仪进行振动测试。
在测试过程中，测振仪将记录不同频率下的振动情况，并以图表或数字的形式显示出来。
5. 根据测振仪的测试结果进行分析。
通过比对测试结果和设备或结构的标准值，可以评估其振动水平是否正常。
如果存在异常，可以进一步分析振动特征，以确定可能的故障原因。
6. 根据测振仪的分析结果，采取相应的措施。
如果发现设备或结构存在故障，应及时进行维修或更换关键部件。
7. 在使用完毕后，关闭测振仪并进行适当的保养。
清洁仪器并妥善存放，以确保下次使用时的正常状态。
总结：测振仪是一种用于测量机械设备或结构振动的仪器。
使用测振仪可以通过测试和分析振动情况来评估设备或结构的状态，从而及时采取维修或更换措施。
正确的使用测振仪能帮助我们提高机械设备或结构的性能，并延长其使用寿命。
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振动的测量方法
摘要
本文主要介绍了振动的测量方法与分类，并简要说明了各测量方法的原理及优缺点，以及在测量过程中所使用的传感器。
并且详细的介绍了加速度传感器与磁电式速度传感器的工作原理。
简要介绍了振动量测量系统的原理框图
关键词：加速度传感器、振动、磁电式速度传感器
1引言
机械振动是自然界、工程技术和日常生活中普遍存在的物理现象。
各种机器、仪器和设备在其运行时，由于诸如回转件的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各向异性、润滑状况的不良及间隙等原因而引起力的变化、各部件之间的碰撞和冲击，以及由于使用、运输和外界环境条件下能量的传递、存储和释放等都会诱发或激励机械振动。
2振动概述
2.1振动测量方法分类
振动测量方法按振动信号转换的方式可分为电测法、机械法和光学法。
各测量方法的原理及优缺点见表1.
表1振动测量方法分类
2.2振动测试的内容：
1. 振动基本参数的测量。
测量振动物体上某点的位移、速度、加速度、频率和相位。
其目的是了解被测对象的振动状态、评定振动量级和寻找振源，以及进行监测、诊断和评估。
2. 结构或部件的动态特性测量。
以某种激振力作用在被测件上，对其受迫振动进行测试，以便求得被测对象
的振动力学参量或动态性能，如固有频率、阻尼、阻抗、响应和模态等。
这类测试又可分为振动环境模拟试验、机械阻抗试验和频率响应试验等。
2.3振动测量的基本原理与方法
振动检测按测量原理可分为相对式与绝对式(惯性式)两类。
振动检测按测量方法可分为接触式与非接触式两类。
2.3.1相对式振动测量
相对式振动测量是将振动变换器安装在被测振动体之外的基础上，它的测头与被测振动体采用接触或非接触的测量。
所以它测出的是被测振体相对于参考点的振动量
图1 相对式测振仪的原理
1测量针与笔 2 被测物体 3 走动纸
2.3.2绝对式振动测量
采用弹簧—质量系统的惯性型传感器(或拾振器)，把它固定在振动体上进行测量，所以测出的是被测振动体相对于大地或惯性空间的绝对运动。
图2 绝对式测振仪原理
1质量块 2 弹簧 3 阻尼器 4 壳体机座 5 振动体
3 常用传感器
3.1 常用的测振传感器
测振传感器，是将振动量变换成相应电信号的装置。
根据参考坐标的不同，测振传感器分为相对式与绝对式两类。
相对式测振传感器所测出的是被测物体相对于某一参考“静止”坐标物体的振动；绝对式测振传感器所测的则是绝对量，在振动测试中，最常用的是压电式加速度传感器和磁电式速度传感器，它们都是惯性式测振传感器。
3.1.1压电式加速度传感器
压电式加速度计是利用压电效应将与相对位移成正比的弹性力转换成电信号输出的惯性式加速度计。
图3压电式加速度计结构
S 压紧弹簧 M 质量块 P 压电片 B 基座 L 引出线
图 4 压电式加速度计的安装方法及幅频特性曲线
3.1.2压电式加速度计的影响因素
对给定的压电材料而言，灵敏度随质量块的增大或压电元件的增多而增大。
一般来说，加速度计尺寸越大，其固有频率越低。
因此选用加速度计时应当权衡灵敏度和结构尺寸、附加质量的影响和频率响应特性之间的利弊。
横向灵敏度:压电晶体加速度计的横向灵敏度表示它对横向（垂直于加速度计轴线）振动的敏感程度，横向灵敏度常以主灵敏度（即加速度计的电压灵敏度或电荷灵敏度）的百分比表示。
一般在壳体上用小红点标出最小横向灵敏度方向，一个优良的加速度计的横向灵敏度应小于主灵敏度的3％。
因此，压电式加速度计在测试时具有明显的方向性。
3.1.3磁电式速度计
磁电式速度计是利用电磁感应原理将惯性系统中质量块与壳体的相对速度变换成输出电压信号的一种测振传感器。
磁电式速度计的工作原理：当有一线圈在穿过其磁通发生变化时，会产生感应电动势，电动势的输出与线圈的运动速度成正比。
图5 磁电式相对速度传感器
1 顶杆
2 弹簧片
3 磁铁
4 线圈
5 引出线
6 壳
3.2 振动量的测试系统
正弦测量系统：适用于按简谐振动规律的系统。
对机电产品进行动态性能测试及环境考验时，也都是用正弦测量系统测量其响应。
正弦测量系统的优点在于测量比较精确，因而也最为常用。
应用正弦测量系统，除了测量振幅外，有时还要求测量振幅对于激励力的相位差，以及观察振动波形的畸变情况。
典型的正弦测量系统如图6所示。
图6 测试系统框图
总结
随着现代工业技术的发展，对各种机械设备提出了低振动和低噪声的要求，尽管振动的理论研究已经发展到很高的水平，但是实际所遇到的振动问题非常复杂，结构中的许多参数，如阻尼系数、边界条件等要通过实验来确定。
对于现成的机械或结构，为改善其抗震性能，也要测量振动的强度（振级）、频谱甚至动态响应，以了解振动的状况、寻找振源，采取合理的减振措施（如隔振、吸振、阻振等）。
因而振动的测试在生产和科研的许多方面占有重要的地位
参考文献
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