振动测量技术复习总结
振动测量技术复习总结
振动测量技术复习总结振动测量技术复习题一、填空题1、已知环境对系统（机械设备或结构）的输入（激励）和系统的动态特性，求系统输出，工程上叫响应预测。
2、已知输入和输出，求系统的动态特性，工程上称为系统识别。
3、已知输出和系统的动态特性求输入，工程上称作载荷识别或环境预估。
4、临界阻尼系数：km C C 2=。
5、无量纲频率比n p /ωλ=，无量纲衰减系数c c c /=ζ。
6、非周期振动中，加速度（位移和速度）的各阶谐波分量在整个频率域上是连续分布的。
加速度传感器在低频区具有良好的幅频特性，在测量非周期振动时，只选用加速度传感器。
7、相对式电动传感器的电学特性与绝对式电动传感器是相同的。
8、在晶体上机械能（力或变形）到电能（电荷或电场）的变换成为正压电效应，反过来则成为逆压电效应。
9、压电式加速度传感器的类型常见有三种，即中心压缩式，剪切式，三角剪切式。
10、电涡流传感器是一种相对的非接触式传感器。
11、电感传感器由两种形式，一是可变间隙，二是可变导磁面积。
12、电压灵敏度的量纲是2/-?s m mV ，电荷灵敏度的量纲是2/-?s m pC 。
13、N /1倍频程滤波器也是一种恒百分比滤波器，但它的定义是N c c f f 112/2=。
14、恒带宽滤波器，取绝对带宽等于常数，即常数=-=123c c f fB 。
15、恒百分比带宽滤波器，取相对带宽等于常数，即%100/)(/00312?-==f f f f B b c c 。
16、鉴频器的功能就是把调频波频率的变化转化为电压的变化。
17、电磁式激振器是将电能转化为机械能，并将其传递给实验结构的一种仪器。
18、把被测振动信号送入示波器的垂直偏转轴Y ，而把已知频率的比较电压信号（有信号发生器提供）送入水平偏转轴X ，这是在示波器的显示屏上将出现李萨如图形。
19、使用频率计数器直接测定简谐波形电压信号的频率或周期成为直接测频法。
20、自由振动法测量机械系统的固有频率有两个途径即初位移法和撞击法（或敲击法）。
振动测试与数据处理总结
振动数据的分析需要专业的知识和技能，同 时数据处理过程较为复杂，需要耗费大量时 间和人力。
未来的发展趋势和展望
智能化数据处理技术
随着人工智能和机器学习技术的发展，未来振动测试与数 据处理将更加智能化，数据处理速度和精度将得到进一步 提升。
多源信息融合技术
通过融合多源信息，如温度、压力等，可以更全面地评估 设备状态，提高故障诊断的准确性和可靠性。
桥梁在车辆、风、地震等外部激励下会产生振动，长期的振动会导致结构的疲劳和损伤。通过在桥梁上安装振动 传感器，可以实时监测桥梁的振动情况，并将数据传输到数据处理中心进行分析。数据处理包括信号处理、特征 提取和模式识别等步骤，以识别出桥梁的损伤位置和程度，为维修和加固提供依据。
案例二：机械设备的振动测试与数据处理
要点一
总结词
要点二
详细描述
机械设备的振动测试与数据处理是预防性维护的重要手段 ，通过对机械设备运行过程中的振动数据进行采集、分析 和处理，可以预测和诊断设备的故障。
机械设备在运行过程中会产生振动，不同部位和不同类型 的振动可以反映设备的运行状态。通过在关键部位安装振 动传感器，可以实时监测设备的振动情况，并将数据传输 到数据处理中心进行分析。数据处理包括信号处理、频谱 分析和模式识别等步骤，以识别出设备的故障模式和程度 ，为维修和更换提供依据。
数据处理方法
利用数学和统计方法对数据进 行处理，提取有用的信息。
数据解释
根据处理后的数据结果，结合 专业知识进行解释和推断。
数据处理方法
滤波处理
去除噪声和干扰，提高数据质量。
频谱分析
将时域信号转换为频域信号，分析信号的频 率成分。
统计分析
振动基础必学知识点
振动基础必学知识点
以下是振动基础必学的知识点：
1. 振动的定义：振动是物体围绕某个平衡位置来回周期性地运动。
2. 振动的周期和频率：振动的周期是振动一个完整循环所需要的时间，单位是秒；频率是单位时间内振动的次数，单位是赫兹。
它们之间有
以下关系：频率 = 1/周期。
3. 振动的幅度：振动的幅度是指物体离开平衡位置的最大距离。
4. 简谐振动：简谐振动是指物体在没有阻力的情况下，围绕平衡位置
做匀速往复运动的振动。
简谐振动的特点是周期恒定、频率固定且幅
度不断变化。
5. 谐振：谐振是指当外力作用频率与物体固有频率相同时，物体容易
发生共振现象，振幅会明显增大的现象。
6. 弹簧振子：弹簧振子是指一个质点通过与弹簧连接，形成一个可以
进行振动的系统。
弹簧振子的运动方程可以用简谐振动的方程表示。
7. 摆钟：摆钟是指一个由质点与一个固定的绳或杆连接，形成可以进
行振动的系统。
摆钟的运动方程可以用简谐振动的方程表示。
8. 声音的传播和振动：声音是由物体的振动引起的机械波。
声音的传
播需要介质的存在，并且介质中的分子通过相互振动来传递能量。
9. 波动的特征：波动的特征包括传播速度、波长、频率和振幅。
10. 波的类型：根据波动传播介质的性质，波可以分为机械波和电磁波两种类型。
以上是振动基础必学的知识点，掌握这些知识可以帮助理解振动和波动以及它们在不同物理现象中的应用。
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）。
物理实验技术中的振动测量方法与技巧
物理实验技术中的振动测量方法与技巧振动是物体在平衡位置附近发生的往复运动，广泛存在于自然界和各种工程实践中。
在物理实验中，准确测量振动参数对于研究振动现象和探索物体性质至关重要。
在这里，我们将讨论一些常用的振动测量方法与技巧，以帮助实验科学家们更好地进行相关研究。
1. 振动传感器的选择与应用振动传感器是测量振动的关键工具之一。
常见的振动传感器有加速度传感器、速度传感器和位移传感器。
选择合适的传感器取决于实验的目的和被测物体的特性。
例如，在低频振动实验中，位移传感器可能更适合；在高频振动实验中，加速度传感器会更具优势。
为了获得准确的振动数据，传感器的安装位置和固定方法也需要仔细考虑。
通常，传感器应尽量与被测物体接触良好，并避免传感器自身的振动影响测量结果。
2. 频率测量与信号处理技术在振动测量中，准确测量振动频率是十分重要的一步。
常用的频率测量方法包括使用频率计、傅里叶变换和自相关函数等。
频率计是一种简单而直接的方法，通过将振动信号输入频率计并读取结果来获得频率值。
傅里叶变换可以将时域的振动信号转换为频域谱，从而提取振动信号中的频率成分。
自相关函数的计算则可以通过测量振动信号与其延迟版本之间的相关性来估计信号的基本周期。
3. 振动参数的测量与计算除了频率外，其他振动参数（如幅值、相位、能量等）的测量也是非常关键的。
为了准确测量这些参数，合适的测量方法是必不可少的。
例如，对于振动幅值的测量，一种常见的方法是使用光电传感器测量物体振动时激光点的移动距离。
此外，相位测量可以通过同时测量两个振动信号并计算它们之间的时间差来实现。
4. 振动测量误差的预估与校正在实验中，我们常常会面临振动测量误差的问题。
误差可能来自传感器本身的特性、环境干扰以及信号处理过程中的噪声。
为了准确测量振动参数，我们需要预估和校正这些误差。
一种常见的方法是使用校准器来验证传感器的准确性，并根据校准结果进行误差校正。
此外，选择适当的传感器增益和滤波器设置也可以有效降低误差。
实验总结精选12篇
《实验总结》实验总结（一）：透过这次实验，我大开眼界，因为这次实验个性是回转机构振动测量及谱分析和悬臂梁一阶固有频率及阻尼系数测试，需要用软件编程，并且用电脑显示输出。
能够说是半自动化。
因此在实验过程中我受易非浅：它让我深刻体会到实验前的理论知识准备，也就是要事前了解将要做的实验的有关质料，如：实验要求，实验资料，实验步骤，最重要的是要记录什么数据和怎样做数据处理，等等。
虽然做实验时，指导老师会讲解一下实验步骤和怎样记录数据，但是如果自己没有一些基础知识，那时是很难作得下去的，惟有胡乱按老师指使做，其实自己也不明白做什么。
在这次实验中，我学到很多东西，加强了我的动手潜力，并且培养了我的独立思考潜力。
个性是在做实验报告时，因为在做数据处理时出现很多问题，如果不解决的话，将会很难的继续下去。
例如：数据处理时，遇到要进行数据获取，这就要求懂得labview软件一些基本操作；还有画图时，也要用软件画图，这也要求懂得excel软件的插入图表命令。
并且在做回转机构振动测量及谱分析实验，获取数据时，注意读取波形要改变采样频率，等等。
当然不只学到了这些，那里我就不多说了。
还有动手这次实验，使测试技术这门课的一些理论知识与实践相结合，更加深刻了我对测试技术这门课的认识，巩固了我的理论知识。
但是这次实验虽好，但是我认为它安排的时间不是很好，还有测试技术考试时间，因为这些时间安排与我们的课程设计时间有冲突，使我不能专心于任一项，结果不能保证每一个项目质量，所以如果有什么出错请指出！实验总结（二）：实验总结实验室是培养高层次人才和开展科学研究的重要基地。
在西方发达国家，学校对培养学生的动手潜力是十分重视的，这一问题近年来也越来越受到我国教育界人士的广泛重视。
为了提高学生的动手潜力，让学生做相关实训并完成单片机实验报告，在实验的形式上注重培养学生的实验技能和动手潜力。
从单片机实验心得中学生就能够总结出超多的经验以适应当代社会的发展。
振动基础知识
1振动的危害1.1动静部分发生摩擦解释：由于汽轮机单机容量的增加以及对效率的追求，动静部分特别是径向间隙很小（一般为2-5mm），过大的振动极易造成动静部分摩擦从而造成灾难性的后果，如果摩擦发生在转轴的汽封处，将会造成转子的热弯曲引起振动的进一步增加，形成恶性循环引起转子的永久性弯曲。
1.2加速某些部件的磨损和产生偏摩解释：因振动产生不均匀的磨损，主要有轴颈、轴承、活动试联轴器、发电机滑环、励磁整流子以及静止部分的滑销系统。
振动之所以使这些部件产生不均匀的磨损，主要是动静部件或二个部件之间存在差别振动，同时，轴颈的回转中心不在轴瓦的中心，回转轨迹有一定的偏心度（以后会看到，这个偏心是轴承不产生油膜震荡的条件），周期性的作用力常常偏向某一方向，这是造成偏摩的根本原因。
1.3动静部分的疲劳损坏解释：刚体的振动具有一定的能量，振动的强度越大、振动的能量越大，由此使某些部件产生过大的动应力导致疲劳损坏并造成事故的进一步扩大。
在现场，由振动使零件发生疲劳损坏的主要有轴瓦乌金碎裂，这是由于转轴和轴承之间的差别振动太大（对于一般落地试轴承，轴颈的振动强度是轴承的5-10倍）1.4某些紧固件的断裂和松弛解释：过大的振动使轴承座紧固螺栓断裂和某些零件的松脱，丧失原有的功能，甚至浇筑的基础松动，最典型的事例是日本海南电厂的600MW机组，在启动过程中发生强烈振动最后导致51米长的轴系中断17处，国内也有类似事件，主要是国产200MW机组因调速系统故障引起机组的强烈振动导致轴系断裂，轴承座飞出。
1.5机组经济性降低解释：一般的振动最先使转子的轴封处发生摩擦，导致汽封间隙的扩大（几乎在每台汽轮机上发生，燃气轮机也不例外）使机组的漏汽量增加，经济性降低。
1.6直接或间接造成事故解释：过大的振动使汽轮机危急保安器或机组其他保护仪表的正常工作受到直接的影响，国产200MW机组就发生过因振动导致危急保安器误动的事例。
另一方面，振动产生的噪音对运行人员的身心健康造成危害。
物理实验技术中的振动测量与解析方法
物理实验技术中的振动测量与解析方法振动作为物体的一种运动形式，广泛存在于各个领域。
在物理实验中，准确测量和分析振动现象是十分重要的。
本文将探讨物理实验技术中的振动测量与解析方法。
一、振动测量技术1.光电测振法光电测振法是一种通过光电测量来估测物体振动状态的方法。
它通过将物体固定在光电测振仪上，利用光电测振仪中的激光器和光敏位置传感器来测量物体的振动位移。
该方法具有高分辨率和高灵敏度的特点，适用于精确测量微小振动。
2.电容传感器测振法电容传感器测振法利用电容传感器来测量物体振动的方法。
当物体振动时，导致电容传感器的容量发生改变，通过测量电容传感器的电容变化来计算出物体的振动位移。
电容传感器测振法具有快速响应和较高的精度，常用于测量中等振幅的振动。
3.激光干涉测振法激光干涉测振法是一种利用激光干涉原理来测量物体振动的方法。
该方法利用激光束照射到物体上，并通过测量激光光束在物体表面反射出的干涉光信号的变化来计算物体的振动位移。
激光干涉测振法具有非接触性、高精度和灵敏度高的特点，适用于测量微小振动。
二、振动解析方法1.频谱分析法频谱分析法是一种将振动信号分解为不同频率分量的方法。
它可以将复杂的振动信号分解为一系列单一频率的分量，用于分析物体振动的频率特性。
常用的频谱分析方法包括傅里叶变换和小波变换。
频谱分析法可以帮助我们了解物体的共振频率以及受力后的振动特性。
2.模态分析法模态分析法是一种研究物体振动模态的方法。
它通过对物体进行激励，并测量物体在不同模态下的振动响应，从而确定物体的各个振动模态及其特征参数。
常用的模态分析方法包括振型测试和响应谱法。
模态分析法对于研究物体的振动特性和结构动力学具有重要意义。
3.相位空间分析法相位空间分析法是一种通过分析物体在相位空间中的轨迹来研究振动特性的方法。
它可以将多维振动信号映射到相位空间中，从而形成轨迹。
通过观察轨迹的形状和演化规律，可以揭示物体的非线性振动特性，并推断物体的非线性动力学行为。
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振动测量技术复习题
一、填空题
1、已知环境对系统（机械设备或结构）的输入（激励）和系统的动态特性，求系统输出，工程上叫响应预测。
2、已知输入和输出，求系统的动态特性，工程上称为系统识别。
3、已知输出和系统的动态特性求输入，工程上称作载荷识别或环境预估。
4、临界阻尼系数：km C C 2=。
5、无量纲频率比n p /ωλ=，无量纲衰减系数c c c /=ζ。
6、非周期振动中，加速度（位移和速度）的各阶谐波分量在整个频率域上是连续分布的。
加速度传感器在低频区具有良好的幅频特性，在测量非周期振动时，只选用加速度传感器。
7、相对式电动传感器的电学特性与绝对式电动传感器是相同的。
8、在晶体上机械能（力或变形）到电能（电荷或电场）的变换成为正压电效应，反过来则成为逆压电效应。
9、压电式加速度传感器的类型常见有三种，即中心压缩式，剪切式，三角剪切式。
10、电涡流传感器是一种相对的非接触式传感器。
11、电感传感器由两种形式，一是可变间隙，二是可变导磁面积。
12、电压灵敏度的量纲是2/-⋅s m mV ，电荷灵敏度的量纲是2/-⋅s m pC 。
13、N /1倍频程滤波器也是一种恒百分比滤波器，但它的定义是N c c f f 112/2=。
14、恒带宽滤波器，取绝对带宽等于常数，即常数=-=123c c f f B 。
15、恒百分比带宽滤波器，取相对带宽等于常数，即%100/)(/00312⨯-==f f f f B b c c 。
16、鉴频器的功能就是把调频波频率的变化转化为电压的变化。
17、电磁式激振器是将电能转化为机械能，并将其传递给实验结构的一种仪器。
18、把被测振动信号送入示波器的垂直偏转轴Y ，而把已知频率的比较电压信号（有信号发生器提供）送入水平偏转轴X ，这是在示波器的显示屏上将出现李萨如图形。
19、使用频率计数器直接测定简谐波形电压信号的频率或周期成为直接测频法。
20、自由振动法测量机械系统的固有频率有两个途径即初位移法和撞击法（或敲击法）。
21、用振动波形图测定机械系统的衰减系数的基本公式是)/ln(/11+=i d x x i f n 。
22、用半功率点法测定机械系统的衰减系数的基本公式是ω∆=5.0n 。
23、组成合成波的两种频率相近时，振动合成波将出现共振现象。
24、采样定理：采样频率s f 必须大于被测分析信号成分中最高频率m f 值的二倍以上，即用公式表示为m s f t f 2/1>∆=。
25、快速傅里叶变换的基本思想是利用了复指数函数的周期性和对称性，充分利用中间运算结果，使计算工作量大大减少。
二、名词短语解释
1、周期性振动：当自变量增加到某一定值时，其函数值又恢复到同一值的振动。
2、复杂周期振动：有一系列频率比m n f f /（n ，m 不相同）为有理数的简谐振动叠加而成。
3、准周期振动：两个或两个以上无关联的周期性振动的混合。
4、非周期振动：描述的机械振动随时间变化是非周期性的。
5、频谱分析法：把一个时间域的振动信号函数转变到频率域函数的一种计算方法，通常得到幅频曲线和相频曲线。
他基于傅里叶展开定理。
6、传感器的横向灵敏度： 也称为横向效应，他是压电式加速度传感器的一个重要性能指标。
是由于最大灵敏度轴与传感器的几何轴线不重合而引起的。
7、电测法测试系统： 由振动传感器---测量电路---分析仪器---显示记录仪器等设备组成。
8、电阻式传感器： 将被测得机械振动量转化成传感元件的电阻变换量。
9、电压灵敏度： 加速度传感器的开路电压a u 与被测加速度a 的比值V S 。
10、电荷灵敏度： 在压电片的工作平面上产生的电荷a q 与被测振动的加速度a 的比值q S 。
11、低通滤波器： 能传输c f ~0频带内的信号。
12、高通滤波器： 能传输∞~c f 频带内的信号。
13、带通滤波器： 能传输21~f f 频带内的信号。
14、带阻滤波器： 不能传输21~f f 频带内的信号。
15、零频率响应： 某些传感器在被测物体不振动的情况下也有响应输出。
三、简答题
1、分贝的意义：分析以常用dB 数来表示，成为振动级，这种量纲是以对数为基础的，例如：加速度)/log(2021a a a dB =，速度)/(2021v v lo v dB =，位移)/(2021x x lo x dB =。
2、从三个方面影响加速度传感器的性能
（1）增大无纲量衰减系数，能够迅速消除加速度传感器的自由振动部分（2）适当增大无纲量衰减系数，加速度传感器在共振区附近的幅频特性曲线会垂直起来，有利于提高加速度传感器的上限频率(3)增大无纲量衰减系数，相位差 将随被测物体的振动频率变化而变化。
3、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当中里切割磁力线时，导体两方面就感应出电动势，利用这一原理而产生的传感器为电动式传感器。
4、阻抗头是一种综合型传感器，他即压电式力传感器和压电式加速度传感器于一体，特征是在力传递点测量激振力的同事测量该点的运动响应。
5、电涡流传感器是一种相对式非接触式传感器，具有频率范围宽，线性工作范围大，灵敏度高，结构简单以及非接触测量等特点。
主要应用于静位移，振动位移的测量，
旋转机械中检测转轴的振动测量。
6、无源微分电路原理它由电容和电阻组成，当 R Z C >>时，满足条件L R U U >>时，输入信号电压大部分电压降在电阻R 上电容C 上
7、无源积分电路的工作原理由电阻R 和电容C 组成，当R Z C <<满足条件c U U R >>时 输入信号大部分电压降在电阻R 上。
即R U U i ≈所以R /U i i ≈输出电压为电容两端的电压RC dt U C i //idt U U C 1⎰⎰===。
8、无源RC 滤波器由一个电阻和一个电容构成，其衰减频率特征可以用电容元件的容抗值随频率变化的性质来说明。
当C f f <时，容抗远远大于电阻值，R 上的信号压降可以忽略不计，输入信号i U 近似的认为全部传送到输出端，即i 1U U =当C f f >时，输出电压U1很小。
9、电压电荷放大器不同点：电压放大器的输出电压大小同他的输入连接电缆，即电容电容密切关系，而电荷放大器的输出电压基本上不随输入连接电缆的分布电容而变化。
10电磁式振动台的优点有：噪音比机械振动台小，频率范围宽，振动稳定，波形失真度小，振幅和频率的调节都比较方便。
缺点：有漏磁场的影响，有些振动台低频特性较差。
11、电晶体片激振原理：利用压电晶体的逆压电效应在晶体片的两个极面上加上以正弦的交变电压，晶体片上就产生正弦交变的伸缩，该伸缩力作用在被测部件上，就可以激励他产生强迫振动。
12、录波比较法原理：将被测信号和时标信号（一般等间距的时间脉冲信号）一起送入光线，示波器中并同时记录在纸上，然后根据记录纸上的振动波形和时标信号两者之间的周期比测定被测振动的频率。
13、强迫振动法原理：利用振动的特点（振动的时候振幅最大）来测量机械系统的固有频率主要有两种调节转速的方法和调节干扰力频率的方法。
14、光学法：在振动周期上标一刻度线，当振动频率高于10Hz 时由于眼睛视觉的滞留作，可以看见一阴影横带，用读数显微镜观察此横带的宽度，即得到振动位移的振幅峰-峰值，用读数显微镜观察。
15、傅里叶变换原理：可以对任意连续时域的信号进行抽样的截断然后进行傅里叶变换，得到一系列离散型频谱，该频谱的包络线即原来连续信号真实频谱的估计值，也可以对给定的连续频谱在抽样截断后作傅里叶逆变换以求得相应时间历程的函数。
16、利用椭圆法求相位差：)/arcsin()/arcsin(A y A x m m ==θ。