测试
技术
第七章 机械振动测试与分析
主要研究内容,
1.了解振动测量的工程应用
2.了解虚拟仪器的工作原理及应用
测
试
技
术
基
础
测试
技术
1,振动的基础知识
7,1 振动的测量
a、振动的基本参数
幅值：振动强度大小
频率：频谱分析寻找振源
相位：确定共振点、振型测量等
第
七
章
机
械
振
动
测
试
及
分
析
测试
技术 b、振动类型
振
动
的
测
量
测试
技术
c、单自由度系统的受迫振动
质量块受力时产生的受迫振动
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2
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dt
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振
动
的
测
量
测试
技术 质量块受力时产生的受迫振动频响曲线
振
动
的
测
量
测试
技术 基础受力时产生的受迫振动
? ? ? ? 0)()()()()( 1010202 ????? tytyktytydtdcdt tydm
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dt
tdyc
dt
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01
2
01
2
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振
动
的
测
量
测试
技术 基础受力时产生的受迫振动幅频曲线
振
动
的
测
量
测试
技术
2.振动的激励与激振器
a、激励方式
稳态正弦激振
瞬态激振
随机激振
快速正弦扫描激振
脉冲激振
阶跃（张驰）激振
振
动
的
测
量
测试
技术 快速正弦扫描激振
振
动
的
测
量
测试
技术 随机激振
振
动
的
测
量
测试
技术
b、激振器
电动式激振器振
动
的
测
量
测试
技术 电动式激振器
振
动
的
测
量
测试
技术
电磁式激振器
振
动
的
测
量
测试
技术
电磁式激振器
振
动
的
测
量
测试
技术
电液式激振器
振
动
的
测
量
测试
技术 3.振动测量与测振传感器
a、常用测振传感器
惯性式测振传感器振动
的
测
量
测试
技术
电涡流式位移传感器
振
动
的
测
量
测试
技术
电涡流式位移传感器
振
动
的
测
量
测试
技术 电涡流式位移传感器
振
动
的
测
量
测试
技术
磁电式速度传感器
振
动
的
测
量
测试
技术
磁电式速度传感器
振
动
的
测
量
测试
技术
压电式加速度传感器
振
动
的
测
量
测试
技术
压电式加速度传感器
振
动
的
测
量
测试
技术
压电式加速度传感器
振
动
的
测
量
测试
技术
测振传感器的合理选择
?直接测量参数的选择
?传感器的频率范围、量程、灵敏度等指标
?使用的环境要求、价格、寿命、可靠性、维
修、校准等
振
动
的
测
量
测试
技术
b、振动量的测量（振动位移、速度、加速度 ）
?正弦测量系统振
动
的
测
量
测试
技术
b,振动量的测量（振动位移、速度、加速度）
?动态应变测量系统振
动
的
测
量
测试
技术
b,振动量的测量（振动位移、速度、加速度）
?频谱分析系统（模拟量、数字量）振
动
的
测
量
测试
技术
c、机械振动参数的估计（固有频率、阻尼比、振型）
?自由振动法振
动
的
测
量
测试
技术
c、机械振动参数的估计（固有频率、阻尼比、振型）
?共振法（总幅值法）振
动
的
测
量
测试
技术
c、机械振动参数的估计（固有频率、阻尼比、振型）
?共振法（分量法）振
动
的
测
量
测试
技术
虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，
结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自
动化的应用
1.虚拟仪器技术演变
7.2虚拟仪器技术
第
七
章
机
械
振
动
测
试
及
分
析
测试
技术
? Computer
? Your
Signal
? DAQ
Device
? Terminal
Block
? Cable
DAQ Hardware turns your PC into a
measurement and automation system
虚
拟
仪
器
技
术
测试
技术 Virtual Instrument System Architecture
PC Plugin GPIB
PXI VXI
虚
拟
仪
器
技
术
测试
技术
Graphical Programming
Laboratory Virtual Instrument
Engineering Bench
Component Works
Standard ANSI C
Language
2、开发平台
虚
拟
仪
器
技
术
测试
技术 3、应用
虚
拟
仪
器
技
术
测试
技术
? Front Panel
– Controls = Inputs
– Indicators = Outputs
? Block Diagram
– Accompanying
“program” for front
panel
– Components,wired”
together
Virtual Instruments(VIs)
虚
拟
仪
器
技
术
测试
技术
基于虚拟仪器的新型工业测控系统架构
虚
拟
仪
器
技
术
测试
技术
4、虚拟仪器技术的优点
VI 传统仪器
软件使得开发与维护费用降至最低 开发与维护开销高
技术更新周期短 (1～ 2年 ) 技术更新周期长 (5～ 10年 )
关键是软件 关键是硬件
价格低、可复用与可重配置性强 价格昂贵
用户定义仪器功能 厂商定义仪器功能
开放、灵活，计算机技术同步发展 封闭、固定
与网络及其它周边设备互联 功能单一的独立设备
虚
拟
仪
器
技
术
测试
技术 5、虚拟仪器技术的主要应用领域
通讯
– AT&T,Alcatel,Ericsson
计算机
– IBM,Apple,Dell
半导体
– Motorola,TI,Thomson-
CSF
汽车
– Ford,Chrysler,Nissan,
Toyota
电子
– Sony,Siemens
石油化工
– Shell,Mobil Research
纺织
– Instron,Dupont,Eli Lilly,
Albany International
制造
– Ericcson,Duracell
食品加工
– Sara Lee,Ben & Jerry抯,
Shiner
医药
– Johnson & Johnson,
Proctor & Gamble
测试和测量 工业自动化
虚
拟
仪
器
技
术