機械工程測試課程實驗指導(dǎo)說明書

1、機械工程測試課程實驗指導(dǎo)書目錄 2 - 1 鋸齒波、方波波形的分解與合成 1 2-2 單自由度系統(tǒng)的受迫振動的測試 3 2 - 3信號相關(guān)分析及應(yīng)用 7 2- 4 零部件的 X 射線無損檢測 2-1鋸齒波、方波波形的分解與合成一、實驗學(xué)時2二、實驗類別驗證型，必做三、實驗?zāi)康?、掌握利用傅立葉級數(shù)諧波分析的方法；2、了解鋸齒波、方波諧波分量的構(gòu)成，比較兩者的區(qū)別；3、理解波形的合成原理，比較兩者諧波分量及頻譜的差異；4、理解相位和幅值在波形失真中的重要作用。四、實驗過程1、接通XPF-4型諧波分析實驗儀交流 220V電源，撥動“電源”開關(guān)，指示燈亮。2、用示波器觀察鋸齒波波形和方波波形，并讀出

2、信號頻率。注意：輸入方波時，應(yīng)先調(diào)整其對稱性。3、用插針把鋸齒波、方波信號送入各濾波器輸入端。4、用插針把經(jīng)過傅立葉展開后的各信號分量引入示波器，觀察七個濾波器輸出端的波形，逐個測量，并記錄各次諧波成分、輸出幅值及頻率，并進行比較。注意引線的接地。5、用插針把經(jīng)過相位調(diào)節(jié)后的各信號分量引入示波器，逐個調(diào)整相位，觀察七個輸出端的 波形。6、用插針把經(jīng)過正反相選擇和幅值調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)后的各信號分量引入示波器，逐個調(diào)整幅值和 正反相選擇，觀察七個輸出端的波形。7、 將相位調(diào)節(jié)旋鈕 門1|；均逆時針調(diào)至0 （即各諧波輸入端與輸出端同相）?？捎秒p 蹤示波器觀察。8、 把正反相選擇開關(guān)KiK7全部置于“正相”位

3、置，然后將開關(guān)K1閉合，其余開關(guān)心丨丨IIIIK；均置于“地”的位置。調(diào)整A1電位器，使輸出電壓（基波成分）為0.5V ；將K； 置于“地”的位置，心閉合，調(diào)整A2電位器，使2f。端的電壓為基波電壓的二分之一；以此類推用同樣的方法調(diào)整 A3A7電位器，使3f07f0端的電壓分別為基波電壓的三分 之一七分之一。注意觀察當輸入信號為鋸齒波時，偶次倍的基頻成分輸出無信號。9、用示波器觀察并記錄加法器輸出端基波與各次諧波頻率的疊加波形。10、把基波分別與三、五、七次諧波進行疊加，在輸出端觀察記錄疊加結(jié)果。11、把把基波分別與三、五、七次諧波進行疊加，在輸出端觀察記錄疊加結(jié)果。12、 將開關(guān)k；iiii

4、i|k7均閉合（當輸入信號為鋸齒波時，偶次基頻的開關(guān)置地），所有頻率分量同時疊加，在輸出端觀察記錄疊加結(jié)果。13、愛護儀器設(shè)備。實驗完畢后，應(yīng)將儀器和插針整理就緒，經(jīng)指導(dǎo)教師驗收后方可離開。五、實驗設(shè)備、工具及材料XPF-4型諧波分析實驗儀、雙蹤示波器、信號發(fā)生器、數(shù)字萬用表六、實驗報告1、繪出各頻率分量的波形；2、繪出信號合成后的波形。3、分析相位、幅值對波形失真的影響。2-2機械振動測試系統(tǒng)的構(gòu)建一、實驗學(xué)時2二、實驗類別綜合型，必做三、實驗?zāi)康?、學(xué)會壓電式力傳感器和壓電式加速度傳感器的使用，掌握電荷放大器和內(nèi)裝電路壓電傳 感器的使用；2、利用壓電加速度傳感器測量加速度；3、學(xué)習(xí)微機數(shù)據(jù)

5、采集系統(tǒng)的使用，掌握微機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄和采集振動加速度信號的方 法。四、實驗過程1、將壓電式加速度傳感器安裝在振動體上，用屏蔽同軸電纜將壓電式加速度傳感器的輸出 端與電荷放大器的輸入端連接，將電荷放大器的輸出端與微機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的1通道連接。如下圖所示。振動體加速度傳感器2、設(shè)置電荷放大器測量參數(shù)，將電荷放大器上方“傳感器靈敏度”輸入旋鈕設(shè)置為510Pc/ Un it，中間的輸出旋鈕設(shè)置為30 mv/unit,則加速度傳感器:被測機械量（Unit）輸出電壓V輸出靈敏度V/Unit3、 將電荷放大器通電，并將電荷放大器輸出端的芯線連接到數(shù)據(jù)采集盒的1通道。4、 將數(shù)據(jù)采集盒的輸出端連接到微機的

6、USB接口。5、按實驗框圖接線后，請指導(dǎo)老師檢查接線是否正確。經(jīng)指導(dǎo)老師檢查正確后，方可開機 進行實驗。6、打開微機，雙擊電腦桌面“uTek 2004 ”圖標，即進入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)界面，如下圖所示。數(shù)據(jù)采集處理與分析 小波分析結(jié)構(gòu)模態(tài)分析-施轉(zhuǎn)機械振動監(jiān)測與分析 往復(fù)機械筮動監(jiān)測與分析 電機參數(shù)測試與信號分析 測試儀表與數(shù)據(jù)管理 預(yù)測維修系統(tǒng) 轡愛線監(jiān)測系統(tǒng)”癇幽診斷教學(xué)與試驗 f-|Uf系統(tǒng)救7、點擊上圖中“數(shù)據(jù)采集處理與分析”子菜單，進入數(shù)據(jù)采集界面。如下圖所示。&點擊 “工程”7“新建工程”進入數(shù)據(jù)采集界面，如下圖所示。霊鼎SFSg工鬻降|口由.1舉旳黑工.靈打査 障r皿里衆(zhòng)VI詳棄點羽

7、館 廠 口amjKi.Bmasudi3E 胡日工丁淆.子exn MQHiiaK-ELlJ %U-V : r r Qi ：7 SitTrSr te=r.5HD 卜*汁私 足鼻迥n中jt五貝si 荷擁 廠S龜荷并見號云.mi r Kt r 啊 r wo足耳再尬舒； r -jj 冷 _1M r Mil 廣 MlJE 葩 1Sr :Ju9、點擊采集界面的右上側(cè)的“采集通道數(shù)”中的“一通道”。出現(xiàn)界面如下圖所示。I- JIKI飛JR金T 耳為劉住 LfPSTr MfiZ.Y:u r r fJr-44 -二4 曹r r上即!fticqat bmprp* r釉前：:?n 曙 i； WMi- WMH4I j1

8、0、 進入“采集參數(shù)”T“數(shù)據(jù)塊數(shù)”設(shè)置，設(shè)為1024,其它采用系統(tǒng)默認設(shè)置的參數(shù)。 點擊“示波”菜單，觀察無信號輸入時的波形，注意此為干擾波。11、用木錘輕輕敲擊振動體，觀察是否有波形變化。信號大小是否合適，如果不合適，適當調(diào)整測量參數(shù)或電荷放大器的測量參數(shù)。退出“示波”。12、點擊“采集”菜單，開始測量。用木錘敲擊振動體，完成信號采集。13、 進入“文件”7“工程另存為”，保存測量數(shù)據(jù)，以便分析。14、愛護儀器設(shè)備。實驗完畢后，應(yīng)將儀器擦試干凈，整理就緒。五、實驗設(shè)備、工具及材料內(nèi)裝電路壓電加速度傳感器、電荷放大器、交流電源、微機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)六、實驗報告1、簡要說明實驗的目的、要求和使用的

9、主要儀器設(shè)備（包括型號和編號）。2、繪出實驗原理框圖以及實驗測量曲線示意圖，說明各測試環(huán)節(jié)的功能。3、針對壓電式加速度傳感器的工作原理對實驗進行討論。4、按照標準格式書寫實驗報告，清潔整齊，內(nèi)容簡明扼要。2 3 信號相關(guān)分析及應(yīng)用一、實驗學(xué)時2二、實驗類別綜合型，必做三、實驗?zāi)康?、掌握相關(guān)原理；2、熟悉干擾信號的合成，掌握同頻檢測的基本方法。四、實驗過程1、將 TPJ-4 型同頻檢測學(xué)習(xí)機和信號發(fā)生器接通交流220V 電源，撥動“電源”開關(guān)，指示燈亮。2、由實驗指導(dǎo)教師講解信號發(fā)生器，并熟悉其基本用法。3、用示波器觀察信號發(fā)生器的CH1 和 CH2 通道輸出的正弦波波形，并記錄其頻率。3、把

10、 TPJ-4 型同頻檢測學(xué)習(xí)機的“幅值調(diào)整”旋鈕旋至最大，“工作選擇”旋鈕旋至0，“移相”左側(cè)旋鈕旋至 360，右側(cè)旋鈕旋至 0。4、將信號發(fā)生器 CH1 通道輸出的頻率為 100Hz 的正弦波由引線連接至 TPJ-4 型同頻檢測 學(xué)習(xí)機的 J7 端口，打開模擬信號開關(guān)。注意引線的接地。5、將J6、J7、J11和J9端口由引線輸入示波器，觀察并記錄其波形。6、將信號發(fā)生器的 CH2通道的輸出的信號引入 TPJ-4型同頻檢測學(xué)習(xí)機的 J8端口，將信號 發(fā)生器的 CH2 通道的信號頻率從 0Hz 逐漸增加至某一頻率 （大于 100Hz） ，注意觀察 TPJ-4 型同頻檢測學(xué)習(xí)機面板右上側(cè)的“同頻檢

11、測輸出”表針的變化，并記錄并變化過程。7、改變信號發(fā)生器的 CH1與CH2通道輸出的正弦波的頻率、TPJ-4型同頻檢測學(xué)習(xí)機的“頻率選擇”的頻率，注意 CH2 通道應(yīng)與“頻率選擇”的頻率一致，觀察“同頻檢測輸出” 表針的變化，并記錄并變化過程。8、實驗完畢后，應(yīng)將儀器設(shè)備擦試干凈，數(shù)據(jù)線、引線整理就緒，由指導(dǎo)教師驗收后方可 離開。五、實驗設(shè)備、工具及材料TPJ-4 型同頻檢測學(xué)習(xí)機、雙蹤示波器、信號發(fā)生器、數(shù)字萬用表六、實驗報告1 、簡要說明實驗步驟中的注意事項。2、繪出J6、J7、J11和J9端口的波形圖；3、說明“同頻檢測輸出”表針的變化原因。2 4零部件的X射線無損檢測一、實驗學(xué)時2二、

12、實驗類別綜合型，必做三、實驗?zāi)康?、掌握無損檢測原理；2、熟悉CP160B型檢測設(shè)備，掌握無損檢測的基本方法。四、實驗過程1 基本原理X射線穿透物質(zhì)時，其強度會由于物質(zhì)的吸收和散射而發(fā)生衰減，衰減的程度取決于物質(zhì)厚度和密度。當物體中存在缺陷時，由于缺陷部位的厚度和密度發(fā)生變化，穿過無缺陷完好部位和有缺陷部位的 X射線 強度不同，因而使膠片的感光程度不同，膠片處理后，就 形成了黑白不同的影像。3d匚打2曝光按照實驗一所確定的曝光條件及實驗電壓值進行曝光。2.膠片的暗室處理膠片曝光后，感光乳劑層上形成的“潛影”是不可見的，只有在暗室內(nèi)經(jīng)顯影、停影、 定影、水洗和干燥等處理后，才能得到具有可見影像的

13、X射線底片。3 .評片按GB3323 87鋼熔化焊對接接頭射線照相和質(zhì)量分級對底片作出評定。五、實驗設(shè)備操作說明1說明射型機機掛【刖往絕緣）外融發(fā)犧座攥鎘電池40120kV。CP-160B是攜帶式恒電位120KV的X射線發(fā)生器，管電壓范圍為 2電池與設(shè)備的連接3開機運行4開機與預(yù)熱I最后便用以石的時何預(yù)熱時聞&不需預(yù)熱1百小時與2天之問100*2X5天之何】2護卩天至E天空間14F天至U天之闔16D1T11天至14弱丈聞HQr14天至17天之.問時17天至20天之問.22Qff20 A 23天之間24嚴23 X至26天之間250*26至西天之闔注529AS00ffQ 3 74 ,七丁皿|廠16

14、0管電壓155S：曝光時問Q. SmA：管電流一 .動作 q電總礫甌安 全鑰匙開關(guān)打開崔5 秒內(nèi)如有顯示就會出 現(xiàn)莊菠晶屏畢(3)上 3)=如用戶需要，可以 不等5秒，按任何鍵即 可進入下一個屏壽顯 農(nóng)|3)；啟動預(yù)熱，用戶必 須按START ( 6)至 少 秒，哋要時，按STOP- ( 7 )按鈕，預(yù) 熱可在任何対間宇以I停止(彳旦最.后盂完成預(yù) |熱后方可開機王作)jiSCW Q5 mA 155 sPse-Hsalifig5選擇曝光時間、管電壓、管電流(1 )曝光時間操柞說明顯說明丄二-r-10Cmpui vciCee12O.KVOutput Vcltage120 kV $當f爾看到右邊指示出買， 你可以按-民 按鍬4)來 選宏導(dǎo)扯吋間，按十時間 則時間減少一1MkV 1.0mA SOs1MKV 管電壓60S曝光吋同(預(yù)選)LOmA管電就00：00;00琛光時間(實的六、實驗設(shè)備、工具及材料1. CP-160B型X射線機一臺。e minj輸出電壓I20KV師頭表示你可以現(xiàn)在改 變 KV.館頭消失，意外霜你已確(2)管電壓(3)管電流換ESCAPE (9)睨離當你獲得骯述顯示的尿幕指示呼按“張浹處；菓單就寶示婦右b：rTER (8)選定彥變 3CV菇+或4)去改KV值 按 ENTER 確認選攔 認禰的選擇菜單=60 kV100 W12QkV 140 kV 160