振动测试技术资料
振动测试技术学习资料

一、简谐振动有时域测试参数简谐振动中常用的参数为位移、速度、加速度、激振力、振幅和振动频率,其中前五个参数属于时域测试参数。
二、振动测试及信号分析的任务振动测试及信号分析主要有以下五个方面的任务:(1)验证振动理论和计算结果的准确性,也被称为实验验证或工程振动测试中的正问题。
(2)为改进结构优化设计提供充分的实验依据。
(3)查清外界干扰力的激振水平和规律,以便采取措施来减少或控制振动。
(4)检测诊断设备故障。
(5)振动控制。
三、压电式、涡流式及磁电式传感器的机电变化原理。
1、压电式传感器的机电变换原理某些晶体(如人工极化陶瓷、压电石英晶体等)在一定的方向的外力作用下或承受变形时,它的晶体面或极化面上将有电荷产生。
这种从机械能(力或变形)到电能(电荷或电场)的变换称为正压电效应。
而从电能(电场或电压)到机械能(变形或力)的变换称为逆压电效应。
因此利用晶体的压电效应,可以制成测力传感器。
在振动测量中,由于F=ma,所以压电式传感器是加速度传感器。
2、电涡流传感器的机电变换原理电涡流传感器是一种相对式的非接触传感器,它是通过传感器端部与被测物体之间的距离变化来测量物体的振动位移或幅值的,主要应用于静位移的测量、振动位移的测量、旋转机械中检测转轴的振动测量。
3、电动式(磁电式)传感器的机电变换原理电动式传感器基于电磁感应原理,即当运动的导体在固定的磁场里切割磁力线时,导体两端就感应出电动势,因此利用这一原理而产生的传感器称之为电动式(磁电式)传感器。
它实际上是速度传感器。
四、选择振动传感器的原则选择拾振器类型时,要根据测试的要求(如要求测位移、或测速度、加速度、力等)及被测物体的振动特性(如待测的频率范围,估计的振幅范围等),应用环境情况(如环境温度、湿度、电磁场干扰情况等)结合各类拾振器本身的各项特性指标来考虑。
下列情况可用位移拾振器:(1)位移幅值特别重要时(例如,不允许某振动部件在振动时碰到别的物体,即要求振幅时)。
振动测试与分析报告

振动测试与分析报告摘要:振动测试与分析是一种重要的技术手段,可以用于评估和优化机械设备的性能和可靠性。
本报告通过对某台机械设备的振动测试与分析,探讨其振动特性、故障诊断以及优化方案,为设备运营和维护提供科学依据。
一、引言振动测试与分析在现代机械设备的研发、生产和维护中起着至关重要的作用。
通过监测机械设备的振动信号,可以有效评估其工作状态和性能,并提前发现潜在的故障。
本次振动测试与分析的目的是对某台机械设备的振动特性进行深入研究,以提供相关的优化方案和建议。
二、实验装置及方法本次实验选取了一台工业用离心泵作为研究对象。
实验装置主要由振动传感器、数据采集设备和分析软件组成。
在进行振动测试之前,首先对设备进行了详细的检查和维护,确保设备正常运行。
然后,将振动传感器安装在设备的关键位置,并通过数据采集设备将振动信号采集下来。
三、振动特性分析通过对振动信号进行频域分析和时域分析,可以获得机械设备的振动特性。
频域分析可以将振动信号转换为频谱图,从而确定振动信号的主要频率成分。
时域分析可以获得振动信号的时间变化特征,包括振动的幅值、相位等。
通过对实验数据的分析,我们得到了离心泵在不同工况下的振动特性,并与设备的设计参数进行对比。
四、故障诊断分析振动信号中的异常振动往往与设备的故障有关。
根据振动信号的频谱图和时域特征,可以判断设备是否存在故障,并定位具体的故障位置。
本次实验中,经过振动信号的分析,我们发现离心泵在高速运行时出现了明显的振动异常。
进一步的故障诊断分析表明,该异常是由设备轴承的磨损引起的。
五、优化方案与建议针对离心泵存在的振动问题,我们提出了几种优化方案和建议。
首先,应对设备轴承进行维护和更换,以避免由于磨损而引起的振动问题。
其次,可以通过增加附加的减振装置来减少设备的振动。
此外,优化设备的结构设计和制造工艺也是减少振动的有效手段。
六、结论通过振动测试与分析,我们深入研究了某台离心泵的振动特性以及故障诊断。
振动测试与分析

振动测试与分析引言:在各行各业中,振动测试与分析是一项重要的技术,它可以帮助我们了解各种物体和系统的振动特性,以及找出潜在的问题并提供解决方案。
本文将介绍振动测试与分析的基本原理和方法,以及其在不同领域的应用。
一、振动测试的原理振动测试是通过将传感器安装在被测试物体上,测量物体在振动过程中产生的加速度或速度来获取振动信号。
传感器将振动信号转换为电信号,再经过信号放大和采样,最终得到振动波形。
常用的传感器包括加速度计、速度计和位移传感器。
二、振动测试的方法1.自由激振法:在物体上施加外力进行振动,然后测量物体的振动响应。
这种方法适用于研究物体的振动特性和固有频率。
2.强迫激振法:通过施加特定的激励信号,使物体以特定频率和幅度振动。
这种方法常用于测试物体的耐振性和振动特性。
3.模态分析法:通过激励物体的不同模态形式,测量物体不同模态的振动响应,从而研究物体的模态特性和阻尼特性。
三、振动测试与分析的应用1.机械工程领域:振动测试与分析在机械工程中有广泛的应用。
例如,在汽车工业中,振动测试可以用于测试汽车零件的耐用性和可靠性,预测零件的寿命。
在航空航天领域,振动测试可以用于测试航天器的结构强度和振动特性,以提高飞行安全性。
2.电子工程领域:振动测试与分析在电子工程领域也有重要的应用。
例如,在手机制造业中,振动测试可以用于测试手机零件的质量,确保手机在使用过程中的稳定性和可靠性。
另外,在电子设备的设计中,振动测试可以用于优化电路板的设计,减少振动对电子元器件的损坏。
3.土木工程领域:振动测试与分析在土木工程领域有助于评估建筑物和结构的安全性。
例如,在地震工程中,振动测试可以用于评估建筑物的抗震性能,预测地震情况下的结构变形和破坏程度。
此外,振动测试还可以用于监测桥梁、隧道等工程结构的安全状况。
4.生物医学领域:振动测试与分析在生物医学领域中也有应用。
例如,医学领域中常用的超声波检测技术,就是利用振动信号来获取人体组织和器官的内部信息。
3-振动测试分析技术

相对轴位移
§ 3.3振动测试方案
3 测试位置(监测点)
相对轴膨胀
§ 3.3 振动测试方案
4 测试周期:
定期、随机、巡检、在线监测,企业的要求, 国家的规定,分析的需要等。
§ 3.3 振动测试方案
5 振动评定标准:
• 绝对法
根据相应的国际标准、国家标准、行业标准等, 如: ISO, GB, API 等。
直接测量参数的选择
振动位移、振动速度和振动加速度三者的幅值之间的关系 与频率有关,所以,在低频振动场合,加速度的幅值不大 ;在高频振动场合,加速度幅值较大。考虑到三类传感器 及其后续仪器的特性,并根据振动频率范围而推荐选用振 动量测量的范围。
§ 3.2 振动测试的仪器设备
传感器的合理选择
灵敏度
传感器的灵敏度越高,可以感知越小的变化量,即被测量 稍有微小变化时,传感器即有较大的输出。但灵敏度越高 ,与测量信号无关的外界噪声也容易混入,并且噪声也会 被放大。因此,灵敏度高的传感器往往要求有较大的信噪 比。过高的灵敏度会影响其适用的测量范围。
轴承上
75
50
轴上(靠近 轴承)
150
100
3000 25 50
3600 ≥6000
21
12
44
20
§ 3.2 振动测试方案
5 振动评定标准:
绝对法
在制定上述振动标准时,假设: 机组振动为单一频率的正弦波振动; 轴承振动和转子振动基本上有一固定的比
值,因此可利用轴承振动代表转子振动; 轴承座在垂直、水平方向上的刚度基本上
§ 3.2 振动测试的仪器设备
传感器的合理选择 线性范围
传感器都有一定的线性范围,在线性范围内输出与输入成 比例关系。线性范围愈宽,表明传感器的工作量程愈大。
震动测试方案

震动测试方案引言震动测试是一种广泛应用于产品质量控制和可靠性评估的测试方法。
在产品设计和制造的过程中,震动测试可用于模拟实际使用情况下的振动环境,并评估产品在振动环境下的性能和可靠性。
本文将介绍如何编制一份有效的震动测试方案,以确保测试的准确性和可重复性。
1. 目标和背景在编制震动测试方案之前,我们需要明确测试的目标和测试背景。
目标是指测试所要达到的目的,例如评估产品的可靠性、检测产品是否满足特定的振动要求等。
背景是指测试的背景信息,例如产品的使用环境、产品所需承受的振动力等。
2. 测试设备和工具为了进行有效的震动测试,我们需要准备相应的测试设备和工具。
以下是常用的测试设备和工具:•震动台:用于模拟实际的振动环境,具有可调节的振动频率和振动幅度。
•加速度计:用于测量产品在振动过程中的加速度,以评估产品的耐震性能。
•控制器:用于控制震动台的振动频率和振动幅度。
•数据采集器:用于采集和记录测试过程中的振动数据。
•计算机:用于分析和处理采集到的振动数据。
3. 测试方法和步骤为了确保测试的准确性和可重复性,我们需要制定详细的测试方法和步骤。
以下是一般的测试方法和步骤:1.准备测试样品:选择代表性的产品样品作为测试对象,并进行必要的准备工作,例如固定产品样品到震动台上。
2.设置测试参数:根据产品的使用环境和振动要求,设置测试的振动频率和振动幅度。
3.开始测试:启动测试设备,开始进行振动测试。
4.采集数据:使用加速度计和数据采集器,采集产品在振动过程中的加速度数据。
5.分析数据:使用计算机软件对采集到的数据进行分析和处理,例如计算产品的最大加速度、频率响应等。
6.结果评估:根据测试结果进行评估,判断产品是否满足振动要求。
4. 预防措施和注意事项在进行震动测试时,我们需要做好相应的预防措施和注意事项,以确保测试的安全和准确性。
以下是一些常见的预防措施和注意事项:•使用适当的个人防护装备,如安全眼镜和手套。
•确保测试设备和工具的正常运行和维护。
振动测量技术-振动信号的频谱分析振动

振动测量技术-振动信号的频谱分 析振动
5.1.2 振动测量系统
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
电磁式 激振器
交变电流通至电磁铁的激振线圈,产生周期性的 交变吸力,作为激振力
用于非接触激振,频率范围宽、 设备简单,振动波形差,激振 力难控制
电液式 激振器
用小型电动式激振器带动液压伺服油阀以控制油 缸,油缸驱动台面产生周期性正弦波振动
激振力大,频率较低,台面负 载大,易于自控和多台激振, 设备复杂
(2) 激振器 激振器是对试件施加某种预定要求的激
振力,使试件受到可控的、按预定要求振动 的装置。为了减少激振器质量对被测系统的 影响,应尽量使激振器体积小、重量轻。表 5.3列举了部分常用的激振器。
振动测量技术-振动信号的频谱分 析振动
表5.3 部分常用的激振设备
名称
工作原理
适用范围及优缺点
永磁式电 动激振器
振动测量技术-振动信号的频谱分 析振动
(3) 振动分析仪器
从拾振器检测到的振动信号和从激振点检测到的力信号 需经过适当的分析处理,以提取出各种有用的信息。目 前常见的振动分析仪器有测振仪、频率分析仪、FFT分 析仪和虚似频谱分析仪等。
1.测振仪 2.频率分析仪 3.FFT分析仪 4.虚拟频谱分析仪
振动测量技术-振动信号的频谱分 析振动
2. 电测法振动测量系统
干扰
激振
系统
测振传感器
中间变换电 路
信号发生器 功放
振动测试技术

任务4 振动测试技术铁路工程结构的振动试验中,常有大量的物理量如应力(应变)、位移、速度、加速度等,需要进行量测、记录和分析。
由于结构的动应变与静应变的测量元件、测量方法基本相同,不同之处在于需要采用动态应变仪进行量测。
振动参量可用不同类型的传感器予以感受拾起,并从被测量对象中引出,形成测量信号,将能量通过测量线路发送出去,再通过仪器仪表将振动过程中的物理量进行测量并记录下来。
传感器是振动测试系统中的一个重要组成部分,它具有独立的结构形式。
按照被测物理量来分类,传感器可以分为位移传感器、速度传感器和加速度传感器;按照工作原理来分类,传感器可以分为机械式传感器和电测传感器(包括磁电式、压电式、电感式、应变式)两大类。
在本节中,主要介绍各类振动参量测试仪器及传感器的基本原理、构造与使用方法。
一、惯性式传感器惯性式传感器有位移、速度及加速度传感器三种。
它的特点是直接对机械量(位移速度、加速度)进行测量,故输入、输出均为机械量。
常用的惯性式位移传感器有:机械式测振仪、地震仪等。
惯性式传感器的工作原理及其特性曲线在振动传感果中最具有代表性,其他类型传感器大都是在此基础上发展而得到的。
在惯性式传感器中,质量弹簧系统将振动参数转换成了质量块相对于仪器壳体的位移,使传感器可以正确反映振动体的位移、速度和加速度。
但由于测试工作的需要,传感器除应正确反映振动体的振动外,还应不失真地将位移、速度和加速度等振动参量转换为电量,以便用电量进行量测。
一般地,桥梁结构、厂房、民用建筑的一阶自振频率在零点几到十几赫兹之间,这就要求传感器具有很低的自振频率。
为降低an,必须加大质量块m。
因此一般惯性式位移传感器的体积较大也较重,使用时对被测系统有一定影响,特别对于一些质量较小的振动体就不太适用。
当被测对象振动频率与惯性式传感器的固有频率之比变化时,可以测量不同的振动参量。
更接近于物此时,测得的壳体位移接近于物体的位移。
若选用较大的阻尼系数,δ体位移,此时惯性式传感器可用于动位移的测量,故称为位移传感器。
振动监测技术

3.2 振动测试技术概述
加速度计 核心是一片压电晶体材料,通常为人工极化的铁电陶瓷,受到应
力作用时,无论是拉伸、压缩还是剪切,在它的两个极板上均出现与 所加应力成比例的电荷。
加速度传感器用得最广,不仅具有上述优点,且无需电源,自身 会产生电信号,没有运动件,不致被磨损,它体积小、质量轻、精度 高、适应温度范围广,便宜,通过积分电路可方便地获得速度和位移 信号。
(1)丹麦Brüel & Kjær公司是全世界最大的声学、振 动测量分析仪器的研究及制造公司,已具有六十 年的历史和丰富的经验,进入中国市场已有五十 多年。思百吉
(2)英国Prosig公司推出了一系列汽车测试新产品, 其中代表性的产品是P8000数据采集系统以及最新 版本的DATS软件分析系统。Prosig产品是实验室, 工作台或者野外条件下进行数据采集,分析和显 示的专家。
(2)滤波器选取感兴趣的频率,去除噪声。 (3)积分电路
加速度信号速度信号位移信号 (4)激振器对于静止的设备或非工作状态下的设备。(脉 冲锤) (4)测振仪(便携式测振仪)
有的测振仪带有电荷放大器,测量参数可调节,量程可调 节,灵敏度可调节,具有自校准功能,电路过载报警,后板可
接外部滤波器,及其它接口等特点。
响应或输出 机器在激励下产生的动态行为
振动诊断 对正运行或非工作状态的系统给以激励,测出响应,对数据
处理后,与事先制定的某些标准比较,进而判断系统内部结构的破坏、裂纹、磨
损、松脱、老化等各种影响正常运转的故障。
振动是机器运行伴生现象,它包含着丰富的机器运行状态的信息。一般
地,随着故障的出现和发展,机器的振动都会发生明显的变化。在正常运行状态
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拱桥振动测试姓名:刘沛学号:0214185班级:研14-1班课程:振动测试技术年月:2015年7月18日目录一振动测试概述 (1)1 振动分类及描述 (1)2 振动基本参量表示方法 (1)3 振动测试仪器分类及配套使用 (3)4 窗函数的分类及用途 (4)5 信号采集及分析过程中出现的问题,怎样解决? (7)二、惯性式速度型与加速度型传感器 (8)1 惯性式速度传感器的分类 (8)2 压电式加速度传感器 (9)三振动特性参数的常用量测方法 (12)1 振动基本参数的量测 (12)2 简谐振动频率的量测 (12)3 机械系统固有频率的测量 (12)4 简谐振动幅值的测量: (12)5衰减系数的测量: (13)6结构动力特性参数量测 (13)7 稳态正弦激振及测试 (13)8 瞬态激振及测试 (14)9 随机激振及测试 (15)四题目(结构设计) (16)1 结构设计资料及试验要求 (16)2.试验目的 (18)3.试验方法 (18)4 结果分析 (20)五概念 (22)1 功率谱 (22)2 自相关函数 (22)3 互相关函数 (23)4 相干函数 (23)5 传递函数 (24)六模态分析 (26)1 概念 (26)2 方法分类及理解 (26)一振动测试概述1 振动分类及描述按照运动的表现形式,振动可以分为确定性和非确定性振动(即随机振动)。
确定性振动又分为周期性和非周期性振动。
周期性振动分为简谐振动和复杂周期振动。
非周期运动又分为准周期和瞬态振动。
非确定性振动分为平稳随机和非平稳随机,平稳随机又分为各态历经和非各态历经。
按振动激励类型分类,振动可分为随机自由振动和随机强迫振动。
按振动位移的特征分类,振动可分为:横向振动(振动体上的质点在垂直于轴线的方向产生位移的振动)、纵向振动(振动体的质点沿轴线方向产生位移的振动)和扭转振动(振动体上的质点沿轴线方向产生位移的振动)。
周期运动的最简单形式是简谐振动。
这种振动的表示方法及特点是描述其他振动形式的基础。
一般的周期运动可以借助傅里叶级数表示成一系列简谐振动的叠加,该过程称为谐波分析。
非周期运动则需要通过傅里叶积分作谐波分析。
2 振动基本参量表示方法工程振动测试的主要参数有位移、速度、加速度、激振力、振幅、振动频率、阻尼比及结构的振动模态等。
其中前五个参数属于时域测试参数。
下面分别来说明振动基本参量的表示方法及其含义:(1)振幅(A):振幅就是振动过程中振动物体离开平衡位置的最大距离。
振动的幅度有三种表示法,即峰值、平均值和有效值。
(2)周期(T):从振动波形来看,连续两次波峰或者波谷之间耗费的时间就是一个振动周期,也就是完成一次振动所需的时间。
(3)频率(f):单位时间内振动循环的次数f,单位是赫兹(Hz)。
频率是振动特性的标志,是分析振动原因的重要依据。
周期T是物体完成一个振动过程所需要的时间,单位是秒(s )。
频率与周期互为倒数,1f T=。
(4)相位():振动物体在任一时刻t 的运动状态(指位置和速度)都由()t ωϕ+决定,()t ωϕ+是决定简谐振动运动状态的物理量,称为振动的相位。
表示0t =时的相位,叫做初相位或初相。
物体的振动在一个周期内所经历的运动状态没有一个相同的,这相当于相位从0到2π的变化;而位移和速度都相同的运动状态,它们所对应的相位差是2π或2π的整数倍。
因此,相位是反映简谐运动周期性特点,并用以描述运动状态的重要物理量。
(5)临界阻尼(cr c )可定义为:体系自由振动反应中不出现往复振动所需的最小阻尼值,即 22cr n c m km ω==。
(6)结构的阻尼系数(c ):是结构在每一振动循环中消耗能量大小的度量。
结构的阻尼比是结构的重要动力特性参数,利用结构自由振动试验可以获得结构的阻尼比。
(7)对数衰减率(δ):定义为 i 2i+12ln1u u πζδζ==-, i i+1u u 为相邻振动峰值比。
简谐振动中的测试参数: 位移,速度,加速度为时间调和函数的振动称为简谐振动,这是一种最简单最基本的振动。
其函数表达式为:位移: ()s i n ()s i n (2x t A t A f tωπ== 速度: ()c o s ()s i n (2)2v t A t A f t πωωωπ==+加速度: 22()sin()sin(2)a t A t A ft ωωωππ=-=+式中: A ——位移幅值(cm 或mm );ω——振动圆频率(1s );f ——振动频率(Hz )。
()()()x t v t a t 、、三者之间的相位依次相差为2π。
若令:速度幅值V A ω=,加速度幅值20a A ω=,则有220(2)a V A f A ωωπ===。
由此可见,位移幅值A 和频率ω(或f ),是两个十分重要的特征量,速度和加速度的幅值V 和0a 可以直接由位移幅值A 和频率f 。
导出。
在测量中,振动测试参数的太小常用峰值、绝对平均值和有效值来表示。
所谓峰值是指振动量在给定区间内的最大值,均值是振动量在一个周期内的平均值,有效值即均方根值,它们从不同的角度反映了振动信号的强度和能量。
3 振动测试仪器分类及配套使用一、分类(1)机械式的测量仪器。
将工程振动的参量转换成机械信号,再经机械系统放大后,进行测量、记录。
此法常用的仪器有杠杆式测振仪和盖格尔测振仪,能测量的频率较低,精度也较差。
但在现场测试时较为简单方便。
(2)光学式的测量仪器。
将工程振动的参量转换为光学信号,经光学系统放大后显示和记录。
常用的仪器有读数显微镜和激光测振仪等。
目前光学测量方法主要是在实验室内用于振动仪器系统的标定及校准。
(3)电测仪器。
将工程振动的参量转换成电信号,经电子线路放大后显示和记录。
这是目前应用得最广泛的测量方法。
图1.1 电测法基本测量系统示意图二、配套使用情况目前,整个动态测试仪器系统通常有以下三种测振仪配套方式,见图2。
图1.2 动态测试系统三种配套仪器系统4 窗函数的分类及用途一、分类1. 矩形窗(Rectangular 窗)矩形窗属于时间变量的零次幂窗,函数形式为: 磁电式拾振器 U 电压放大器 U动态数据采集仪压电式加速度q 电荷放大器 U 应变式传感器 R 动态电阻应变仪UA/D 显示终端 计算机主机 打印机1,0,()0t T Tw t t ⎧≤≤⎪=⎨⎪≥⎩, T 。
相应的谱窗为:()2s i n tW t ωωω= 2. 三角窗(Bartlett 或Fejer 窗)三角窗是幂窗的一次方形式,其定义为: ()1(1);0t t w t t T T T T ⎧-⎪=≤≤⎨⎪≥⎩0谱窗为: s i n 2()2T W T ωωω⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭3. 汉宁窗(Hanning 窗)又称升余弦窗,其时间函数 为:()111(cos ),t 220t t T T T w t T π⎧+≤⎪=⎨⎪≥⎩其谱窗为:sin 1sin()sin()()2T T T W T T T ωωπωπωωωπωπ+-⎡⎤=++⎢⎥+-⎣⎦4. 海明窗(Hamming 窗)海明窗也是余弦窗的一种,又称改进的升余弦窗,其时间函数为:()1(0.540.46cos ),t 0t t T TT w t T π⎧+≤⎪=⎨⎪≥⎩其谱窗为:sin sin()sin()() 1.080.46T T T W T T T ωωπωπωωωπωπ+-⎡⎤=++⎢⎥+-⎣⎦5. 高斯窗 高斯窗是一种指数窗,其时域函数为:()1t 0t T Tw t T ⎧≤⎪=⎨⎪≥⎩2-at e ,式中:a 为常数,决定了函数曲线衰减的快慢。
高斯窗谱的主瓣较宽,故而频率分辨力低,高斯窗函数常被用来截断一些非周期信号,如指数衰减信号等。
6. 参数可调整窗 利用变换窗的参数得到不同的性能,如上述余弦族窗中的系数,指数窗中的a ,以及Gauss 窗、Dolph —chebyshev窗、Kalser-Bessel 窗等也都是参数可调窗。
可以组构成一些窗函数系列、如P200、P300系列窗。
二 用途在数字信号频率分析中,要求对不同类型的时间信号选用不同的窗函数,对随机信号的处理,通常选用汉宁窗,因为它可以在不太加宽主瓣的情况下较大的压低旁瓣的高度从而有效的减少了功率的泄露。
对本来就有很好的离散谱信号,例如周期信号或准周期信号,分析时最好用旁瓣较低的Kalser-Bessel 窗。
冲击过程和瞬态过程的测量,一般用矩形窗而不选用汉宁窗或Kalser-Bessel 窗,因为这些窗对起始端很小的加权会使瞬态信号失去其基本特性。
5 信号采集及分析过程中出现的问题,怎样解决?1 信号采集和分析过程中出现的问题信号分析和采集过程中会出现信号频率混叠、连续信号的截断和抽样所引起的泄露、时域到频域转化、处理不好引起的误差和错误、信号中的信噪比等等问题。
2解决方法对于信号频率混叠需要进行对输入信号的抗混滤波,波样采集和模数转换。
对于连续信号的截断和抽样所引起的泄露需要进行加窗处理,通常所用的窗有矩形窗,汉宁窗,三角窗和海明窗等等。
再通过FFT变换,进行时域到频域的变换和数据计算。
信息论指出:对常用频宽为F的限时、白色高斯噪声信道,信道容量。
当容量不变时,增大带宽可降低信噪比,提高信噪比必须压缩带宽。
因此,抗干扰为主要矛盾时,可扩展频带换取低信噪比下接收,调频与扩频均基于这一原理。
频带为主要矛盾时,则可用信噪比换取频带,多进制、多电平传输均基于这一原理。
二、惯性式速度型与加速度型传感器1 惯性式速度传感器的分类惯性式测振传感器是利用弹簧质量系统的强迫振动特性来进行振动测量的。
这种传感器可以直接固定在被测物体上,它不需要相对参考系固定传感器。
是一种绝对式测振传感器。
分为磁电式拾振器和压电式加速度传感器。
一.磁电式拾振器(1)力学模型图示:图2.1 磁电式拾振器1—弹簧;2—质量块;3—线圈;4—磁钢;5—仪器外壳(2)力学原理惯性式速度传感器的换能原理是以导线在磁场中运动切割磁力线产生电动势为基础的。
由永磁铁和导磁体组成磁路系统,在磁钢间隙中放一工作线圈,当线圈在磁场中运动时,由于线切割磁力线,根据电磁感应定律在线圈中就有感应电动势产生,其大小正比于切割磁力线的线圈匝数和通过此线圈中的磁通量的变化率。
当仪器结构定型后,感应电动势和线圈对磁钢相对运动的线速度成正比。
电磁拾振器又称为速度计。
线圈中感应电动势大小为: E nBLv式中n—线圈的匝数;B—磁钢与线圈间的磁场强度;L—每匝线圈的平均长度;V—线圈的运行速度。
2 压电式加速度传感器(1)力学模型示意图:下图中:1—仪器外壳;2—硬弹簧;3—质量块;4—压电晶体;5—输出线图2.2 压电式加速度传感器结构原理(2)工作原理压电式加速度传感器一般有三类,即中心压缩式、剪切式和三角剪切式。