振动测试必须知道的27个基本常识
振动和振动测试的基础知识
不接触测量，特别适合测量 转轴和其他小型对象的相 对位移。 有零频率响应，可测静态 位移和轴承油膜厚度。 灵敏度与被测对象的电导 率和导磁率有关。
相移很小。
第二十八页
涡
及 前 置 器
流 位 移 传 感
同一阶的固有频率、振型 和阻尼值一起，称为模态。
第十八页
多自由度系统的自由振动
系统的自由振动为各阶自由振动的叠加。振动一 般不再是简谐的。 各阶自由振动所占成分的大小，决定于初始条件。 各阶自由振动衰减的快慢，决定于该阶的阻尼。 阻尼大，衰减快；阻尼小，衰减慢。 在衰减过程中，各阶的振型保持不变，即节点位 置不变。
第四十页
轴心轨迹阵图
汽轮发电机组一个轴承在不同转速下的轴心轨迹阵
第四十一页
波德图和极坐标图
波德图(Bode Plot)和极坐标图(Polar Plot)两者所含信息相同，都表示
基频振动的幅值和相位随机器转速的变化规律。
第四十二页
三维频谱图 （谱阵图）
三维频谱图是频 谱的集合。 本图的第三个坐 标是转速。
3
6
2
图中数字为系统的自由度数
第十四页
单自由度系统的自由振动
初始位移初 始速度
a —无阻尼 b —小阻尼
c —临界阻尼 d —大阻尼
系统在没有激励下，由初始条件引起的振动，称为自由振动。
第十五页
单自由度系统的自由振动
自由振动的频率等于系统的固有频率。 振幅大小决定于初始条件（初始位移和初始 速度）。 系统的阻尼大，振幅衰减快；阻尼小，振幅 衰减慢。
测量非转动部件的绝对 振动的速度。
振动测试相关知识点
《机械工程测试技术基础》
1、信号时域描述直观的反映出信号瞬时值随时间变化的情况；频域描述则反映
信号的频域组成及其幅值、相角之大小。
P8
2、周期信号是由一个或几个、乃至无穷多个不同频率的谐波叠加而成的，以圆
频率为横坐标，幅值An或相位角ψn为纵坐标作图，则分别得其频谱图和想频谱图。
ω0称为基频，相邻频率的间隔为ω0，因而谱线是离散的。
P9
3、傅里叶技术的复指数函数展开式，实部、虚部、实频谱图、虚频谱图P10
4、传递函数P35。
5、第七章振动的测试P159。
（1）P160：单自由度系统，若输入为力，输出为振动速度时，则系统幅频特性的最大值处的频率，称为速度共振频率。
速度共振频率始终和固
有频率相等。
对于加速度响应的共振频率则总是大于系统的共振频率。
用相频曲线来预测固有频率比较准确。
（2）P175:振动的分析方法。
振动振动测试基础知识
初相角 (Initial phase)
描述振动在起始瞬间的状态。
振动位移、速度、加速度之间的关系 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
x
v
vx
a
振动位移
a
位移、速度、加速度都是同
xAs i nt
频率的简谐波。
速度)
vdxAsin t()
dt
2
加速度
三者的幅值相应为A、A、 A 2。
相位关系：加速度领先速度
均值 (Mean value)
又称平均值或直流分量。
x 1
T
x dt
T0
有效值
xrms
1 T x2 dt T0
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
简谐振动的幅值参数
平均绝对值
正峰值
有效值
峰峰值
平均值
负峰值
各幅值参数是常数，彼此间有确定关系
峰值 xp=A; 峰峰值 xp-p=2A
平均绝对值 xav=0.637A
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
旋转机械的振动图示 (变转速)
轴心轨迹阵 波德图与极坐标图 (Bode & Polar Plot)
升（降）速时，基频幅值和相位的变化
三维频谱图 (Cascade) 坎贝尔图 (Campber)
各转速下的频谱图的另一种表示
轴心位置
判定轴颈静态工作点和油膜厚度
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
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振动相位与转子转角的关系
振动信号
参考脉冲
从参考脉冲到第一个正峰值的转角 定义振动相位。
振动相位与转子的转动角度一一对应。在平衡和故障 诊断中有重要作用。
振动检测基础知识
基频分量的幅值和相位
基频是转速频率，记作 1R。 基频分量的幅值与转子的不平衡大小有关。 基频分量的相位与不平衡在转子上的方位有 直接对应关系。 基频大小和相位由基频分析仪或频率分析方 法求得。
键相与相位参考脉冲
参考脉冲
K’ K
t 1转
在转子上刻印键相标记K ，在轴承座上布置键相传感器K （光电式或涡流式），其输出为相位参考脉冲。 参考脉冲是测量相位的基准。 参考脉冲也可用于测量转子的转速。
振动检测基础知识
工程技术领域中，振动现象也比比皆是。例如， 桥梁和建筑物在阵风或地震激励下的振动，飞机和 船舶在航行中的振动，机床和刀具在加工时的振动， 各种动力机械的振动，控制系统中的自激振动，等 等。
振动测量是指检测振动变化量，将其转换为与之 对应的，便于显示、分析和处理的电信号，并从中 提取所需的有用信息的测量技术。
xav
1 T
T
x dt
0
value)
均值 (Mean value)
x 1
T
x dt
T0
又称平均值或直流分量。
有效值 (Root mean square value) xrms
1 T x2 dt T0
简谐振动的幅值参数
平均绝对值
正峰值
有效值
峰峰值
平均值
负峰值
各幅值参数是常数，彼此间有确定关系
峰值 xp=A; 峰峰值 xp-p=2A
平均绝对值 xav=0.637A
有效值
xrms=0.707A
平均值
x0
复杂振动的幅值参数
峰峰值 正峰值 xrms
负峰值
各幅值参数随时间变化， 彼此间无明确定关系
常用的幅值参数及其单位
振动测量的基础知识
振动测量的基础知识振动测量顾名思义，是检测振动变化量的一项测量技术。
它有三个关键指标：位移，速度，加速度。
而振测仪就是测定振动的物理量的仪器。
振动三个关键指标一般用mm、mm/s、mm/(s^2)单位表示。
振动位移（mm）：一般低转速机械的振动评定；1丝=10um，7丝就是70um，为振动位移值。
振动速度（mm/s）：振动烈度，一般中速转动机械的振动评定；用10~1KHz范围内的均方根值。
振动加速度（mm/（s^2））：一般用于高速转动机械的振动评定。
其中：mm/s，并不是mm和s去和设备转动中的位移和时间挂钩，只是速度的单位，说的是转动造成的设备振动速度的大小。
同样的mm/(s^2)说的是振动的加速度的大小。
工程实用的速度是速度的有效值，表征的是振动的能量，加速度是用的峰值，表征振动中冲击力的大小一般采用振动速度：mm/s，一般读取的值是最大值，因为只有最大值才是需要控制的值。
振动测量需要关注哪些方面？除了三个关键指标，我们也需要关注幅值范围，接何种传感器、振动的量程、频率、轴承范围、环境条件（测温）以及操作是否简单等。
不同的机械设备有不同的振动测量标准，应根据不同的振测仪器，按要求进行测量。
振动测量方式及主要应用领域有哪些？目前在工业领域，振动测量一般分在线测量和离线测量；测振的机械类别可分为：滚动轴承类设备，滑动轴承类设备。
可以说，几乎所有的机械设备场合都可以用。
设备噪声的测量、铁路测量、医疗方面、建筑测量以及检测地震等。
振动测量所需用到的测量仪器，何如分类？除了满足一般振动测量的测量仪，市面上还有多功能振动测量仪（一种新型的机器检测仪器，具备振动监测、轴承状态分析和红外线温度测量功能）。
而相关的有频闪仪，振动点检仪。
通常会按以下方式分类：1按外形分：一体式测振仪、分体式测振仪、无线测振仪；2按操作系统分：普通测振仪、WINCE测振仪、安卓测振仪；3按是否有频谱功能分：普通测振仪、振动分析仪；4按测量通道分：单通道、双通道、多通道；5按测量频率分：普通测振仪、低频测振仪、高频测振仪测量时应注意设备运行工况举例如下：在测量离心泵、混流泵、轴流泵等叶片泵的振动时，应在规定转速(允许偏差±5%)以及允许用到的小流量、规定流量、大流量三个工况点上进行测量。
最新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(2015-12-16 10:52:39)转载▼标签：杂谈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:mm10、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。
振动检测基本知识
分析频率/采样点数/谱线数的设置要点1．最高分析频率：Fm指需要分析的最高频率，也是经过抗混滤波后的信号最高频率。
根据采样定理，Fm与采样频率Fs之间的关系一般为：Fs=2.56Fm；而最高分析频率的选取决定于设备转速和预期所要判定的故障性质。
2．采样点数N与谱线数M有如下的关系：N=2.56M 其中谱线数M与频率分辨率ΔF及最高分析频率Fm有如下的关系：ΔF=Fm/M 即：M=Fm/ΔF 所以：N=2.56Fm/ΔF★采样点数的多少与要求多大的频率分辨率有关。
例如：机器转速3000r/min=50Hz，如果要分析的故障频率估计在8倍频以下，要求谱图上频率分辨率ΔF=1 Hz ,则采样频率和采样点数设置为：最高分析频率Fm=8·50Hz=400Hz;采样频率Fs=2.56·Fm=2.56 ·400Hz=1024Hz;采样点数N=2.56·（Fm/ΔF）=2.56·（400Hz/1Hz）=1024=210谱线数M=N/2.56=1024/2.56=400条关于现场故障诊断要注意搜集的信息最近论坛上很多朋友发送了一些案例、求助等，对于一个现场诊断人员来说，似乎有很多信息没有注意到，或者在求助的时候没有说明，给诊断工作带来很多困难。
下面我就现场诊断人员应该注意和掌握的信息作一个简单的个人总结，不是针对某一个设备，而是针对尽可能多的设备来分析，建议大家在下现场的时候或进行求助的时侯，尽可能多地描述自己得到的信息。
1．设备基本信息①设备的型号、名牌参数：如电机级数、电压、电流；气压机的转速、临界转速等。
②设备的基本机构、性能、用途：如基础是混凝土还是钢制框架；转子是否悬臂、单级还是多级；叶轮叶片数目；是否变频调速；工作介质、密封形式等。
③工艺参数：如工艺介质、流量、压力、温度；润滑油类型、油压、温度等。
2．设备轴承形式①滚动轴承形式：深沟球轴承、角接触轴承、圆柱棍子轴承、圆锥棍子轴承、纯轴向推力轴承；滚动体是单列还是双列。
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:mm10、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。
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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。
2）min/sweep:多少分钟每次扫频。
例:5-500Hz,扫描速度:1分钟/sweep,表示从5Hz到500Hz需1分钟。
3）Hz/s:多少Hz每秒。
例:5-10Hz,扫描速度:1Hz/s,表示5Hz到6Hz需1秒,6Hz到7Hz需1秒。
15、振动试验中有几个方向
除有关规范另有规定外，应在产品的三个互相垂直方向上进行振动试验。
一般定义产品长边为X轴向，短边为Y轴向，产品正常摆放上下为Z轴向。
16、什么是交越频率
交越频率：在振动试验中由一种振动特性量变为另一种振动特性量的频率。
如交越频率由等位移——频率关系变为等加速度——频率关系时的频率。
17、为什么要共振搜寻
一般待测物上有各种零组件，而每一个不同的零组件，皆有其不同的共振频率，同时会因形状、重量、固定方式不同而在振动发生时产生不同的共振频率及放大倍率，因此需对特定零组件搜寻它的共振特性，再依其特性执行共振点的加振试验。
18、什么是共振频率
共振频率：产品出现共振的频率。
19、什么是定频振动
定频振动是指在规定的固定频率点上进行各种振动参数不同量级的试验。
20、定频振动主要用于哪些方面
1)耐共振频率振动：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。
2)耐预定频率振动：在已知的产品使用环境条件振动频率时，可采用耐预定频率的振动试验。
其目的还是为考核产品在预定危险频率下承受振动的能力。
21、什么是临界频率
临界频率：由于振动导致产品的性能异常或劣化，或产生机械共振和其它响应效应如震颤的频率。
22、什么是随机振动
对未来任何一个给定的时刻，其瞬时值不能预先确定的振动。
在一般的运输环境中，对于运送中交通工具所产生的振动环境是属于随机振动，既使在同一时间内，每个不同的频率下均有不同的振动量，在执行随机波振动测试时，由于同时间不同频率皆有振动量值。
23、什么是加速度谱密度
表示随机信号的各个频率分量所包的加速度方均值在频域上是怎样分布的。
通常用ASD表示，单位：m2/s3或是(m/s2)2/Hz。
24、什么是功率谱密度
表示随机信号的各个频率分量所包的功率在频域上是怎样分布的。
通常用PSD 表示，单位：
g2/Hz。
加速度谱密度与功率谱密度的换算？
1 g2/Hz=(9.8 m/s2)2=96.04 m2/s3
25、正弦振动标准有哪些
GB/T 2423.10-2008 电工电子产品环境试验第2部分: 试验方法试验Fc: 振动(正弦)
IEC 60068-2-6-2007 基本环境试验规程.第2部分:试验.第6节:试验Fc:振动(正弦波)
ISO 8318:2000 包装.满装的运输包装和单元货物.采用可变频的正弦振动试验GB/T 4857.10-2005 包装运输包装件基本试验第10部分：正弦变频振动试验方法
26、随机振动标准有哪些
GB/T 2423.56-2006 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fh：宽带随机振动（数字控制）和导则
IEC 60068-2-64-2008 基本环境试验规程.第2-64部分:试验.试验Fh:振动、宽带随机抽样
ASTM D4728-2006 海运集装箱随机振动检测的标准试验方法
GB/T 4857.23-2003 包装运输包装件随机振动试验方
27、什么是方根均值
在f1和f2区间内单值函数的方均根值，是在该区间内的函数值的平方的平均值的平方根值。
通常用rms表示。