9振动与噪声测量解析
噪声与振动控制技术
建筑结构振动控制
总结词
建筑结构振动控制是为了减小建筑物受到地震、风振等外部激励引起的振动，保障建筑 物的安全性和舒适性。
详细描述
建筑结构振动控制的方法主要包括被动控制、主动控制和半主动控制三种类型。被动控 制方法包括增加结构阻尼、设置隔振支座等；主动控制方法是通过施加反向振动来抵消 原始振动；半主动控制方法则是通过改变结构的刚度或质量分布来减小振动。在实际应
非接触式测量
利用激光、超声波等非接 触技术，通过测量物体的 振动位移、速度等参数来 评估振动情况。
遥感测量
利用传感器网络和无线传 输技术，远程监测大型结 构或设备的振动情况。
振动评价标准
国际标准
01
如ISO 2631-1:1997，规定了人体对振动的容许限值。
行业标准
02
如美国石油学会API标准，针对不同设备和行业制定了相应的振
噪声与振动的影响
噪声的影响
长期暴露于噪声环境中可能导致听力 下降、失眠、高血压和心理压力等问 题。
振动的影响
长期暴露于振动环境中可能导致手部 振动病、肌肉疲劳、关节疼痛和神经 系统损伤等问题。
02
噪声测量与评价
噪声测量方法
01
02
03
声级计法
使用声级计对噪声进行测 量，记录不同时间段和不 同位置的噪声水平。
被动振动控制
被动振动控制是通过增加阻尼材料或结构来吸收和耗散振 动能量的技术。它通常使用橡胶隔振器、阻尼材料等被动 元件来抑制振动。被动振动控制具有简单、可靠、成本低 等优点，但控制效果有限。
被动振动控制广泛应用于建筑、机械、交通工具等领域， 用于减轻设备或结构的振动，降低噪声，提高舒适性和安 全性。
06
噪声振动的评价与测量方法
噪声振动的评价与测量方法噪声振动是机械振动问题中的一种特殊情况，是由于机械设备的运行而产生的不希望的声音和振动。
噪声振动不仅会对人们的生活和工作带来不便，还可能损害机械设备本身的稳定性和性能。
因此，对噪声振动进行评价和测量非常重要。
本文将介绍噪声振动的评价与测量方法。
噪声振动的测量是通过专门的测量仪器进行的，主要包括声级计和振动计。
声级计是用来测量声音的强度和频率，通过测量声音的频率和振幅，可以计算出声级指标。
振动计是用来测量物体的振幅和频率，通过测量振动的振幅和频率，可以计算出振动幅值和振动速度。
在进行噪声振动测量时，有以下几个重要的要点需要注意：1.测量环境的选择：要选择一个典型的环境进行测量，尽量避免噪声干扰和背景噪声的影响。
2.测量位置的选择：测量位置应该尽量靠近噪声源，以获得准确的测量结果。
3.测量时间的选择：测量时间应该根据噪声源的特点来确定，比如在机械设备运行时进行测量。
4.测量参数的选择：测量参数应根据噪声振动的特点和要求来确定，比如声级、频率和振幅等。
5.数据处理和分析：通过对测量数据的处理和分析，可以获得噪声振动的特征和变化规律，为噪声振动的控制和减少提供依据。
最后，需要指出的是，噪声振动的评价和测量是一个复杂的过程，需要综合运用物理学、声学、振动学等学科的理论和方法。
同时，要注意将测量结果与相关的标准和规范进行比较，以确定噪声振动是否符合相关的要求和限制。
总结起来，噪声振动的评价与测量方法主要包括了评价噪声振动的特点、测量噪声振动的强度和频率、选择适当的测量环境和位置、确定合适的测量时间和参数、以及对测量数据进行处理和分析等步骤。
这些方法的目的是了解噪声振动的产生机理和特点，为噪声振动的控制和减少提供依据。
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。
噪声与振动测量技术手册
噪声与振动测量技术手册
噪声与振动测量技术手册是一本专门介绍噪声和振动测量技术的综合性手册。
该手册涵盖了噪声和振动的基本概念、测量仪器、测量方法、数据分析等方面的内容，旨在为工程技术人员、科研人员和相关专业学生提供全面的噪声和振动测量技术知识和实用指南。
该手册首先介绍了噪声和振动的基本概念，包括声音和振动的物理特性、噪声的危害和分类等方面的内容。
接着，手册详细介绍了测量仪器，包括声级计、频谱分析仪、振动计等常用仪器的原理、使用方法和维护保养等方面的知识。
此外，手册还提供了各种测量方法，包括噪声测量方法和振动测量方法。
这些方法包括基本测量方法、标准测量方法和精密测量方法等，适用于不同的应用场景和测量需求。
手册还对测量数据的分析和处理进行了详细介绍，包括数据的采集、处理、分析和评估等方面的内容。
此外，手册还针对不同行业和领域的应用需求，提供了具体的噪声和振动测量解决方案和技术案例。
这些案例包括机械制造、交通运输、建筑环保、医疗保健等领域，为相关行业的技术人员提供了实用的参考和指导。
总的来说，噪声与振动测量技术手册是一本全面介绍噪声和振动测量技术的综合性手册，具有很高的实用价值和参考价值。
无论您是工程技术人员、科研人员还是相关专业学生，都可以从中获得有用的知识和指导。
永磁同步电机的振动与噪音解析PPT课件
3、空气动力噪音
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对人的损害： 对神经系统有坏的影响；损害人的听觉。
——在频率300一600赫兹区队80分贝响度级的噪声若每天 连续作用8小时，实际上不会引起对1000一2000赫兹言语频 率范围内的听觉丧失；
——在频率300一600赫兹区间，88至95分贝的噪声响度级经 过30年会引起对1000赫兹的听觉丧失8至13分贝，对2000赫 兹的听觉丧失13.5至19分贝；
100mv/格
20ms/格
（b）T=0.5 N•m，n=326rpm
（a）电流周期18次，噪音频率为165Hz。 （b） 电流周期6次，噪音频率为163Hz。 （c）电流周期12次，噪音频率为162Hz。
小电机
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四、正弦波无刷直流电机力矩波动与噪音
正弦波驱动
• 理想情况
e sin
三、方波无刷直流电机力矩波动与噪音
ea (t) ~ Em1 sint Em3 sin 3t Em5 sin 5t Em7 sin 7t
ia (t) ~ Im1 sint Im5 sin 5t Im7 sin 7t 得到 Tem ~ Tem0 T6 sin 6t T12 sin 12t T18 sin 18t
2P 例： Z
C
min
• 最低次数υmin－每周磁能状态重复次数
min
2PZ C
C— 2P 和Z的最大公约数
• 幅值－决定于磁势平方F2和磁导G的υ次幅值乘积
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88 9 12 12 72 48
二、定位力矩 缺陷磁路的齿槽力矩 • 转子有缺陷导致Z次定位力矩 •定子有缺陷导致2P次定位力矩
第13页/共31页
二、定位力矩
噪声和振动污染控制工程讲义
噪声和振动污染控制工程讲义噪声与振动有着非常密切的关系。
许多噪声是由振动引起的，这种振动以弹性波的形式在空气、液体与固体介质中进行传播，分别称之气体声、液体声与固体声，通常将固体声称之振动。
噪声与振动污染的操纵原理十分相似：隔振的同时也起到降噪作用。
第一节噪声与噪声污染一、噪声定义正如水、空气与土壤等是我们生存必要的条件那样，我们务必生活在一个有声的环境之中，声音能够帮助人们交流信息、认识事物等，成为人们一切生产与生活活动的前提基础。
但有些声音对人体有害或者者是多余的，便称之噪声，由噪声造成的环境污染称之噪声污染。
广义上说来，一切可听的声音都有可能成为噪声。
我们所听到的各类声音是否成为噪声与许多条件与因素有关：除与声音本身的基本特性(波长、频率与声级)有关外，还与人的心理与生理状态有关，因此噪声与非噪声的区别不仅在于其本身特性(频率与强弱)，更在于同意对象的感受性与条件性。
二、噪声污染的特性1，噪声属于物理性污染：这种污染是局部性的，不可能造成区域、全球性污染。
2，噪声污染通常没有残余污染物：噪声一旦消除污染问题就得到完全解决。
3，噪声污染往往易被人们所忽视：尽管有影响，但我们需要生活在适度的声响环境中。
三、噪声的危害1，听力损害(1)暂时性听域迁移：当人耳短时间暴露于噪声时，会引起人们的听觉疲劳，但如今的听觉器官尚未发生器质性病变。
一旦噪声消除，听觉疲劳也就逐步消失，直至听觉恢复到正常状态。
(2)永久性听域迁移：又称之噪声性耳聋，是指人耳长期暴露于强噪声环境之中，听觉反复受到噪声的不断刺激，听域迁移由暂时性逐步成为永久性，听觉恢复越来越难，死亡的听觉细胞无法再生，造成永久性耳聋。
耳聋有轻重之分，通常以听力缺失进行衡量，如表1所示。
表1 听力缺失与耳聋程度2，诱发疾病诱发疾病是噪声污染的一个重要表达。
噪声作用于人的中枢神经系统，使得大脑皮层的兴奋与抑制平衡失调、条件反射特殊，导致头昏脑胀、疲劳与经历力衰退与肠胃功能紊乱等症状，严重时诱发胃溃疡、冠心病与动脉硬化等疾病。
汽车振动噪声测量实验报告
汽车振动噪声测量实验报告一、实验目的汽车振动噪声测量实验的主要目的是探究汽车行驶时所产生的振动和噪声，并通过测量分析来找出其产生原因，以便进行相应改进。
二、实验原理1.振动：在汽车行驶过程中，由于路面不平整或车辆本身设计缺陷等原因，会产生不同频率和幅度的振动。
这些振动会通过底盘传递到车内，给乘客带来不适感。
2.噪声：汽车行驶时所产生的噪声来源较多，包括发动机、轮胎与路面摩擦、风阻力等。
这些噪声也会通过底盘传递到车内，影响乘客舒适度。
3.测量方法：为了准确测量汽车振动和噪声，需要使用专业仪器进行测试。
常用仪器包括加速度计、麦克风、频谱分析仪等。
加速度计用于测量振动信号，麦克风用于测量声音信号，频谱分析仪则可将信号转化为频谱图以便进一步分析。
三、实验步骤1.准备工作：确保测试车辆处于正常工作状态，所有仪器已经校准并连接好。
2.振动测量：使用加速度计对车辆进行振动测量。
将加速度计固定在底盘上，并进行数据采集。
通过数据分析，可以得出车辆在不同路况下的振动情况。
3.噪声测量：使用麦克风对车辆进行噪声测量。
将麦克风放置在车内，并进行数据采集。
通过数据分析，可以得出车辆在不同路况下的噪声情况。
4.信号分析：将振动和噪声信号转化为频谱图，并进行进一步分析。
通过频谱图可以找出信号中存在的主要频率和幅度，以及其产生原因。
5.改进措施：根据分析结果，制定相应的改进措施，例如更换悬挂系统、降低发动机噪声等。
四、实验结果与分析经过实验测量和信号分析，我们发现汽车行驶时所产生的主要振动频率为10Hz-50Hz，而噪声主要来自于发动机和轮胎与路面摩擦。
针对这些问题，我们可以采取以下措施进行改进：1.更换悬挂系统，提高车辆稳定性和舒适度。
2.降低发动机噪声，采用消音器等降噪设备。
3.改善路面状况，减少轮胎与路面摩擦产生的噪声。
五、实验结论通过本次汽车振动噪声测量实验，我们深入了解了汽车行驶时所产生的振动和噪声，并通过测量分析找出了其产生原因。
汽车振动与噪声测试实验报告
汽车振动与噪声实验报告实验目的1.熟悉声传感器和两种加速度传感器，并区分两种加速度传感器。
2.学会对声传感器和加速度传感器进行标定3.了解Snyergy数据采集仪的简单操作4.学会用两种穿感觉分别测量汽车的振动与噪声，并将结果进行对比分析实验框图1.标定声传感器将声传感器与发声装置相连，并与采集仪相连，打开发声仪器发展单位声波并开始采集信号。
采集前要进行数据初始化，选择相应的通道，并对相应的单位进行设置。
根据说明书参考值预设要标定的系数，采集图像，选取较平整的一段图像放大，寻找最大波峰值和最小波谷值，理想值应为±1.414，如实验得到数的绝对值小于1.414则将系数调大重新测量，否侧将系数调小，反复尝试至采得值在±1.414左右即标定完成。
2.标定奇士乐加速度传感器将奇士乐加速度传感器与振动装置相连，并与采集仪相连，打开振动装置发出单位振动频率并开始采集信号。
采集前要进行数据初始化，选择相应的通道，并对相应的单位进行设置。
根据说明书参考值预设要标定的系数，采集图像，选取较平整的一段图像放大，寻找最大波峰值和最小波谷值，理想值应为±1.414，如实验得到数的绝对值小于1.414则将系数调大重新测量，否侧将系数调小，反复尝试至采得值在±1.414左右即标定完成。
3.标定BK437加速度传感器将BK437加速度传感器与电荷放大器相连，在通过电荷放大器连接到采集仪。
根据说明书对电荷放大器参数进行预设为0.91，然后进行数据采集。
采集前要进行数据初始化，选择相应的通道，并对相应的单位进行设置。
采集图像，选取较平整的一段图像放大，寻找最大波峰值和最小波谷值，理想值应为±1.414，如实验得到数的绝对值小于1.414则将电贺放大器的参数调小重新测量，否侧将参数调大，反复尝试至采得值在±1.414左右即标定完成。
4.测量汽车内噪声和发动机振动分别将加速度传感器布置在汽车发动机上，将声音采集器布置与驾驶室内，连接设备并进行仪器调试，分别观察汽车在怠速情况下和加速情况下振动频率图像和噪声频率图像，并通过软件进行傅里叶变换进行频域分析。
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• 压阻式加速度传感器
敏感元件：硅梁（弹性元件）＋质量块MaF 使梁弯曲
转换元件：在硅梁的根部有四个扩散电阻，构成应变电桥
转换电路：电桥法测量应变电阻
引线 扩散电阻 质量块 基座
△ 频率响应高，可达1.5MHz； △ 体积微型化，外形可小于1mm、耗电少 △ 灵敏度高、精度好，可测量到0.1%的精确度 △ 无运动部件（敏感元件与转换元件一体）
填料
螺母
壳体
电缆
测量运动部件与静止部件 间隙变化
汽轮机组、空气压缩机组 等回转轴系的振动监测ห้องสมุดไป่ตู้
1、振动测量传感器
速度传感器结构:磁电式速度计
绝对速度传感器 • 组成：磁路系统、惯性质量、弹簧阻尼
线圈 △ 壳体振动磁钢随之振动芯轴相对静止
线圈切割磁力线线圈中感应电势
△ 感应电势E=kV，式中k为取决于磁感应 强度、线圈长度和匝数,V为绝对振动速 度
振动测量目的
• 测量振级与频谱、寻找振源、研究结构的动态特性 • 研究各种减振理论与方法
振动强度——位移、速度和加速度
• 研究振动对机械加工精度的影响时，测量位移幅值大小 • 研究振动功率或振动引起的声辐射时，测量振动的速度 • 研究振动引起的机械损伤时，测量加速度
1、振动测量传感器
测量项目 • 位移、速度、加速度之间存在着固定的导数关系 • 位移、速度、加速度测量时有着自己的特殊性
加速度传感器结构
压电式
压电加速度计：电荷发生器，其电荷与加速度成比例，它不能 测量零频率振动
优点 • 尺寸小、重量轻、坚固性好 • 测量频率范围一般可达1Hz～22KHz • 测量加速度范围为0～2000g • 温度范围为－150～＋260℃ • 输出电平为5~72mv/g 缺点: 低频性能差、阻抗高、测量噪声大
由于结构上的原因，固有频率一般取10～15Hz • 工作频率：15～1000Hz • 阻尼比：阻尼环产生磁阻尼力（0.5~0.7）
1、振动测量传感器
速度传感器结构
相对速度传感器
1、顶杆 2、拱形簧片 3、磁钢 4、线圈 5、引出线 6、壳体
• 芯轴——顶杆
• 壳体——顶杆：相对速度
• 输出电压：正比相对速度
压电式 安装方式
①钢柱螺栓连接法：安装频率高 ②绝缘螺栓加云母垫片 ③磁座安装：改变测点容易
振动传感器 • 位移传感器 • 速度传感器 • 加速度传感器
1、振动测量传感器
位移传感器结构：电容式、电感式及电涡流式
涡流式位移传感器
• 优点：线性范围大、灵敏度高、频率范围宽、抗干扰能力强、 不受油污等介质影响以及非接触式测量
• 传感器测量范围：±0.5mm ～±10mm
保护套 线圈 框架
1、振动测量传感器
基座
阻尼液 悬臂梁 应变片 质量块
加速度传感器结构
加速度传感器有：应变式、压阻式、压电式 应变式
• 应变效应：外力作用下，金属材料的电阻发生变化 • 应变式加速度传感器
敏感元件：悬臂梁＋质量块 MaF 使梁弯曲 转换元件：在梁上贴有四个应变电阻，构成应变电桥 转换电路：电桥法测量应变电阻 • 优点：低频响应好；可测量直流信号（匀加速度）；液体阻尼 可消除高频受激振动的影响。 • 缺点：固有频率大大低于压电式
弹簧片 芯轴 线圈 磁钢
阻尼环 壳体
1、振动测量传感器
速度传感器结构
绝对速度传感器
• 动态特性
H ( j)
n
2
1
n
2
2
2
n
2
• 固有频率应该尽可能低，但实现有很大困难
Rc
Z0
• 测量频率：0～1kHz
Cc e0(t)
Ri d/dt 微分 ∫ 积分
放大器
驱动
传感器 连接电缆 测量电路（变换器）
1、振动测量传感器
速度传感器结构
OD9200系列振动速度传感器
• 频率响应： 5Hz～1KHz（-3dB） • 灵敏度：20mV/mm/s ± 5% • 幅值线性度：< 3% • 使用温度范围：-30℃～200℃ • 输出极性：浮地输出
1、振动测量传感器
加速度传感器结构
应变式
传感器 • 内装IC 应变加速度传感器
△ 量程：±1g △ 灵敏度：1.4V/g △ -0.5dB频响：DC-100Hz △ 电源：+5/3 （V/mA）
1、振动测量传感器
加速度传感器结构
压阻式
• 压阻效应：外力作用下，半导体材料的电阻发生变化
1、振动测量传感器
加速度传感器结构
压电式
A/dB
共振峰
固有频率
加速速传感器的幅频特性曲线
f/Hz
传感器的带宽上限受制于曲线上的共振峰频率限制，即传感器固有频率 传感器的固有频率应该是被测频率的5～10倍 紧固采用的固定件要产生寄生振荡，影响传感器的固有频率
1、振动测量传感器
加速度传感器结构
1、振动测量传感器
加速度传感器结构
压电式：压电效应 敏感元件：弹簧、质量 转换元件：压电元件 转换电路：电荷放大器、阻抗变换器
• S是弹簧，M是质块，B是 基座，P是压电元件，R 是夹持环
• 几种加速度传感器结构 (a)中心安装压缩型 (b)环形剪切型 (c)三角剪切型
1、振动测量传感器
1、振动测量传感器
速度传感器结构
MTN/1185IC本安型振动速度传感器
• 速度范围：0－100mm/sec • 输出电流：4-20mA • 频响：2 Hz ~ 1 kHz ±10 % • 绝缘：底座绝缘
1、振动测量传感器
速度传感器结构
瓦（壳）振信号调理器
• 内部积分器、滤波器 • 信号驱动 • 输入、输出隔离 • 输入信号：速度传感器输出 • 转换I/O精度：±1%,25℃ • 频响：5Hz-5000Hz • 量程：125μm～1000μm • 输出：标准信号：4～20mA、-5VDC～+5VDC
第九章
机械工程测试技术—— 振动与噪声测量（2）
内容
1、振动测量传感器 2、常用振动测量仪器 3、动态特性测量系统 4、噪声测量基础 5、噪声测量仪器 6、声功率与声强测量技术
重点:掌握振动、噪声的典型测量方法
1、振动测量传感器
振动测量标准
• 19项有关振动与冲击的国家标准，涉及到有关术语、测量仪器、 测量方法等