设备振动测量方法共60页
工程振动测试方法
工程振动测试方法工程振动测试方法在工程振动测试领域中，测试手段与方法多种多样，但是按各种参数的测量方法及测量过程的物理性质来分，可以分成三类。
1、机械式测量方法震动传感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，常用的仪器有杠杆式测振仪和盖格尔测振仪，它能测量的频率较低，精度也较差。
但在现场测试时较为简单方便。
2、光学式测量方法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。
如读数显微镜和激光测振仪等。
3、电测方法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。
电测法的要点在于先将机械振动量转换为电量（电动势、电荷、及其它电量），然后再对电量进行测量，从而得到所要测量的机械量。
这是目前应用得最广泛的测量方法。
上述三种测量方法的物理性质虽然各不相同，但是，组成的测量系统基本相同，它们都包含拾振、测量放大线路和显示记录三个环节。
1、拾振环节。
把被测的机械振动量转换为机械的、光学的或电的信号，完成这项转换工作的器件叫传感器。
2、测量线路。
测量线路的种类甚多，它们都是针对各种传感器的变换原理而设计的。
比如，专配压电式传感器的测量线路有电压放大器、电荷放大器等；此外，还有积分线路、微分线路、滤波线路、归一化装置等等。
3、信号分析及显示、记录环节。
从测量线路输出的电压信号，可按测量的要求输入给信号分析仪或输送给显示仪器（如电子电压表、示波器、相位计等）、记录设备（如光线示波器、磁带记录仪、X—Y 记录仪等）等。
也可在必要时记录在磁带上，然后再输入到信号分析仪进行各种分析处理，从而得到最终结果。
振动测试方法
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（5.19电涡流作用原理图 ） （5.21电涡流传感器系统）
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传感器
传感器是能够感受物体运动并将物体运动转换为模拟电信号的一种灵敏的换能 元件。传感器的种类很多，而且有不同的分类方法，按坐标系的不同可分为绝对式 与相对式传感器；按工作方式的不同可分为接触式和非接触式传感器；按工作原理 的不同可分为惯性式和参数式传感器。按测量参数的不同又可分为位移、速度和加 速度传感器。这里我们仅简单讨论机械振动测量中常用的惯性式（磁电式）速度传 感器、压电式加速度传感器和电涡流位移传感器。 速度传感器
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振动测试的力学原理
机械系统在外力作用下的运动称为该系统对此作用力的响应，此作用力称为激励力。 如图5.7和图5.10所示的单自由度振动系统，是从复杂振动系统中抽象出 来的一种简单力学模型。该系统的全部质量m〔kg〕集中在一点，并由一 个刚度为k〔N/m〕的弹簧和一个粘性阻尼系统为c〔N/ms－1〕的阻尼器支 撑。讨论中假设系统呈线性，系数m、k和c不随时间变化。
振动幅值是一般振动测量中最感兴趣的测试内容，它一般包括图5.26所示的四种情 况： （1）测量通频带幅值，即总值（Overall），一般早期的测振仪和振动检测仪表就 属于这一类
（2）测量基波频率的幅值，主要采用中心频率可调的带通滤波器，一般手动或自动 扫描式频谱分析仪就属于这一类。
（3）跟踪测量基波，或某一高次谐波频率的幅值，一般动平衡电测系统就是这一类， 主要采用自动跟踪带通滤波器。
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。
振动的测量
2016/7/17
测振系统的校准
3、振幅的校准
仪器的校准系统
2016/7/17
测振系统的校准
4、加速度校准
对于一般加速度型压电式传感器的 加速度校准，则多用能产生一个重力加 速度g的校准设备。
2016/7/17
振动分析和数据处理
定义：振动分析是将传感器所测得的振动信号 经过适当处理获得各种分析振动有用的
2016/7/17
电动式测振仪
3、电感式传感器
适用范围： 测量20～1000Hz范 围内的振动信号。 测量参数： 位移
电 感 式 测 振 仪 原 理 图 及 记 录 波 形
2016/7/17
电动式测振仪
4、电容式传感器
电容式测振仪
2016/7/17
电容式传感器
频率范围：
10～500Hz
测量参数：
2016/7/17
测振系统的校准
1、绝对校准法 定义：绝对校准法是利用标准振动台 和高精度仪表，直接测量振动 台的振动量和被校传感器的输 出量进行对比，以确定传感器 和测振系统的技术指标。
2016/7/17
绝对校准法
绝对校准法校准系统
2016/7/17
绝对校准法
特点： 目前精度最高的方法之一； 用于校准传感器的灵敏度和频响特性； 一般校准精度为0.5%～2%，频率范 围为5～5000Hz； 适用于计量单位或测振仪器制造厂。
1、压电式传感器 原理：在振动时利用惯性质量对其施加交变 压力而产生输出交变电量的变化来测 量振动。 测频范围：若与电压前置放大器配套时为 2～104HZ，与电荷放大器配套 时为0.3～104HZ。 可测加速度：为10-4g～104g。
2016/7/17
设备振动测量方法
设备振动测量方法
1. 贴片加速度计法：将加速度计贴在被测物体表面，测量其振动加速度，通过微积分可计算出振动速度、位移等参数。
2. 光电测微法：利用激光光束射向被测物体表面，测量反射光的位移量，通过计算可得到振动速度、位移等参数。
3. 振弦法：将一条细弦贴在被测物体表面，当被测物体振动时，弦也会振动，通过测量弦的振动频率和振幅，可求出被测物体振动的频率和振幅等参数。
4. 麦克风测量法：利用麦克风测量被测物体振动时产生的声音，通过分析声波的频率和振幅等参数来推算被测物体的振动情况。
5. 应变计测量法：将应变计贴在被测物体表面，当被测物体发生振动时，应变计也会受到应变，通过测量应变计的变化，可以分析出被测物体的振动情况。
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。
设备振动测量方法ppt课件
A si(2 n πft)
A sin(t)
速度 vdyAco2sπf(t)
dt
加速度 ad v 2A si2 π nft () 2y
d t
11
振动的基础知识
6
0.01
5
0.1
4
0.2
0.5
3
0.7
1
2
1
0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
n
A()
(/n)2
输出
交 流 放 大 器
检 波 器
振 动 指 15 示
二、测振传感器的选择及应用
16
测振传感器的选择及应用
拾取振动信息的装置通常称拾振器，振动传感器是其核 心组成部分。拾振器的作用是检测被测对象的振动参数（位 移、速度、加速度、频率、相位），在要求的频率范围内正 确地记录，并将此机械量转换成电信号输出。
1/n222 /n2
-
基 础 振 动 的 幅 频 曲 线
3
12
振动测量方法
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：将被测对象的振动量转换成电量，然后用电量 测试仪器进行测量；
机械法：利用杠杆原理将振动量放大后直接记录下来； 光学法：利用光杠杆原理，读数显微镜、光波干涉原理
下面是振动的一些分类：
6
振动的基础知识
按时间历程分类，分为确定性振动和随机振动两大类。
机械振动
确定的
周期的
非周期的
随机的
平稳的
非平稳的
简谐 复杂周期
准周期 瞬态和 各态历
非各态
振动 振动
振动
冲击
设备振动测量方法分析
测振传感器的选择及应用
按测振参数分：位移传感器、速度传感器、加速度传感器； 按参考坐标分：相对式传感器、绝对式传感器； 按变分原理分：磁电式、压电式、电阻应变式、电感式、电
容式、电涡流式、光学式；
按与被测物关系分：接触式传感器、非接触式传感器
测振传感器的选择及应用
按测振时拾振器是否与被测件接触可将拾振器分为： 接触式和非接触式 按所测的振动性质可将拾振器分为： 绝对式和相对式
测振传感器的合理选择
在振动测量时，传感器选择时应合理选择测量参数，力 图使最重要的参数能以最直接、最合理的方式测得：
振动位移：是研究强度和变形的重要依据；
振动加速度：与作用力或载荷成正比，是研究动力强
度和疲劳的重要依据； 振动速度：决定了噪声的高低，人对机械振动的敏感 程度在很大频率范围内是由振动速度决定的，振动速度又与 能量和功率有关，并决定了力的动量。
第一项为均值或直流分量，第二项为基本振动或基波，第三
项以下总称为高次谐波振动。
2013年10月8日
振动的基础知识
合成振动为周期性非简谐振动 x A sin t A sin t 1 1 2 2
振幅变化的频率等于 ( 1 2)
振幅的数值在 A1 + A2 到A1 - A2 间变化
A1 A1+A2
A2
A1-A2
1
2
3
4
2013年10月8日
振动的基础知识 简谐振动是最基本的周期运动，各种不同的周期运动
都可以用无穷个不同频率的简谐运动的组合来表示。其运 动规律可用简谐函数表示为
位移
2 π yA sin( t ) T A sin ( 2 π f t )
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
设备振动测量方法
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思