橋梁動載試驗(yàn)振動測試中的常見問題ppt課件

1、北京東方振動和噪聲技術(shù)研討所振動測試中的常見問題及本卷須知傳感器放大器和數(shù)據(jù)采集信號處置軟件合理選擇儀器根據(jù)實(shí)驗(yàn)對象確定實(shí)驗(yàn)方案和步驟實(shí)驗(yàn)儀器的校準(zhǔn)傳感器的安裝和固定測試時，對于測振儀器的合理選擇是很重要的，它直接影響到測試的結(jié)果。選用儀器不能片面地追求寬頻帶、高靈敏度等某項(xiàng)目的，而應(yīng)該結(jié)合所研討對象的主要頻率范圍和最需求的頻率及幅值，選用適當(dāng)?shù)膬x器，否那么會導(dǎo)致次要的頻率成分淹沒了需求的關(guān)鍵的頻率成分而得出錯誤的結(jié)果。閱歷證明，在同一觀測點(diǎn)，用不同類型的儀器，測出了數(shù)值很不一樣的振動加速度值和頻率值，其緣由就是由于振動參數(shù)的特性和傳感器、放大器、記錄系統(tǒng)的反響才干即頻率特性不同呵斥的(不合理

2、的安裝除外)。振動參量的特征在不同頻率時，位移、速度、加速度之中的某一項(xiàng)數(shù)值一樣時，其它項(xiàng)數(shù)值是不一樣的。就正弦振動波而言，在位移一樣時，速度值與頻率的一次方成正比，加速度值與頻率的平方成正比?，F(xiàn)舉例闡明，如丈量一個由四種頻率(1、10、100、1000赫茲)的正弦波組成的復(fù)合振動波，假設(shè)每種頻率成分的位移一樣，均為1.0毫米時，那么各個頻率的振動速度和加速度峰值見下表。振動頻率振動頻率(赫茲赫茲)1 1101010010010001000位 移(毫米)1.01.01.01.0速 度(厘米秒)0.6286.2862.8628加速度()0.0040.4404000假設(shè)四種頻率成分的位移值不同，其

3、數(shù)值隨頻率的添加成比例地減小時，如表中所列舉的，那么對應(yīng)的速度和加速度峰值見下表。振動頻率（赫振動頻率（赫茲）茲）1 1101010010010001000位 移（毫米）1.00.10.010.001速 度（厘米秒）0.6280.6280.6280.628加速度（）0.0040.040.44假設(shè)上述四種頻率成分，低頻的位移峰值比高頻時大得多，共位移峰值的減小倍數(shù)與頻率添加的倍數(shù)的平方成反比時，那么相應(yīng)的速度與加速度如表3所列。振動頻率（赫茲）振動頻率（赫茲）1 1101010010010001000位 移（毫米）1000100.10.001速 度（厘米秒）62862.86.280.628加速度

4、（）4444從上述各表中所列的數(shù)值關(guān)系可以看出，在位移一樣時，振動頻率為1000赫茲的加速度值，是振動頻率為1赫茲之加速度值的1106倍，它的振動速度是1赫茲時的1000倍。在1000赫茲的位移峰值為1赫茲頻率位移的千分之一時，其加速度峰值仍比1赫茲時的大得多，為1赫茲時的1000倍，這時的振動速度在每種頻率時都是一樣的。而從表33中可以看出， 當(dāng)1赫茲時的位移峰值為1000毫米時，1000赫茲時的位移峰值為0.001毫米，二者之比為1106倍，這時，各種頻率的加速度值一樣，而相應(yīng)的速度值1赫茲時的為1000赫茲時的1000倍。所以，雖然中低頻振動的位移值比高頻時大得多，但它的加速度值比高頻振

5、動時的要小很多。而高頻振動的很微小的振動，如1000赫茲位移振幅為0.001毫米時的加速度卻與低頻時的大位移如1赫茲、位移為1000毫米時的加速度值一樣。相應(yīng)的不同頻率的振動速度的幅值特性介于這兩者之間。振動參量間的這一特性是很重要的，由于，實(shí)踐上任一波形都可以看作是許多頻率正弦波形合成的結(jié)果，所以，測試中采用的儀器和選擇測試的振動參量不同，有時會得到很不一樣的幅值分布規(guī)律和結(jié)果。為了全面了解和分析被測對象的振動規(guī)律，必需事先對被測對象作一定的實(shí)際分析，做到有的放矢。傳感器的安裝和測點(diǎn)布置傳感器與被測對象的接觸和固定固定件的構(gòu)造、固定方式和寄生振動傳感器對被測構(gòu)件附加質(zhì)量的影響傳感器安裝角度引

6、起的誤差其它問題1 首先要留意傳感器的安裝和測點(diǎn)布置位置能否反響被測對象的振動特征。2 傳感器與被測物需良好固定，保證嚴(yán)密接觸，銜接結(jié)實(shí)，振動過程中不能有松動。3 思索固定件的構(gòu)造方式和寄生振動問題。4 對小型、輕巧構(gòu)造的振動測試，要留意傳感器及固定件的“額外質(zhì)量對被測構(gòu)造原始振動的影響。5 導(dǎo)線的接地、銜接，以及插件開關(guān)的銜接和接觸問題。6. 思索防潮和絕緣問題等。被測對象測點(diǎn)的詳細(xì)布置和傳感器的安裝位置應(yīng)該合理選擇。測點(diǎn)的布置和儀器安裝位置決議測到的是什么樣的頻率和幅值。實(shí)踐被測對象都有主體和部件，部件和部件之間的區(qū)別，不合理的安裝布點(diǎn)，會產(chǎn)生需測主體構(gòu)造振動時，卻得到部件振動的數(shù)據(jù);而需

7、測部件的振動時，實(shí)踐卻獲得了主體構(gòu)造的振動數(shù)據(jù)等錯亂景象。對一個有復(fù)雜部件的構(gòu)造物或一部機(jī)器，例如火車車廂的振動、車廂車體振動和車輪、車軸和軸箱蓋等幾個地方的振動數(shù)值、頻率差別是很大的。因此，必需找出能代表被測物所需求研討的振動位置，合理布點(diǎn)。在破碎巖層上，丈量基巖振動時，就要去掉破碎層，將傳感器設(shè)置在基巖上。在測點(diǎn)選定后，儀器的安裝，除垂直、程度等測試方向不要裝錯外，在確定的安裝位置，可把儀器正向裝、側(cè)面裝或倒裝，有時還需求安裝在伸出的固定部件上，不論那種安裝銜接方式，都應(yīng)留意防止發(fā)生額外的寄生振動，而能較真實(shí)地反映需測振動的實(shí)踐情況。振動測試中的導(dǎo)線銜接和接地回路也會嚴(yán)重地影響測試結(jié)果。傳

8、感器的輸出與銜接導(dǎo)線之間，導(dǎo)線與放大器之間的插頭銜接，要保證處于良好任務(wù)形狀。測試系統(tǒng)每個接插件和開關(guān)的銜接形狀和情況，也要保證完善和良好。有時因接頭不良，會產(chǎn)生寄生的振動波形、有時使得測試數(shù)據(jù)忽大忽小，在一次性測試中，這些誤差難以被發(fā)現(xiàn)。不良的接地或不適宜的接地地點(diǎn)，測試中會產(chǎn)生較大的電氣干擾,同樣會使測試遭到嚴(yán)重的影響，對于大型設(shè)備和構(gòu)造的多點(diǎn)丈量，更應(yīng)引起足夠的注重。對于壓電晶體加速度計(jì)的測振回路，有時需用絕緣螺栓和云母墊圈使加速度計(jì)與安裝部件的構(gòu)造實(shí)施電氣絕緣。防止構(gòu)成接地回路的獨(dú)一方法，是確保安裝接地在同一點(diǎn)上，接地點(diǎn)最好設(shè)置在放大器和分析儀器上。在丈量極低頻率和極低振級的振動時，還

9、能夠產(chǎn)生溫度的干擾效應(yīng),即溫度變化引起傳感器的輸出變化值、變化速度由放大器輸入電路的時間常數(shù)確定。普通溫度效應(yīng)是不顯著的。最后應(yīng)該指出是防潮問題。傳感器本身到接頭的絕緣電阻，會受潮氣和進(jìn)水而大為降低，從而嚴(yán)重地影響測試。受潮使電阻式儀器不能調(diào)平衡，而壓電晶體傳感器因測試數(shù)據(jù)誤差很大而不能丈量。所以測試系統(tǒng)的防潮是一項(xiàng)細(xì)致的任務(wù)，平常要堅(jiān)持接插件、插頭，插座的清潔、枯燥。尤其是壓電式傳感器與電壓和電荷放大器的銜接，需用酒精，四氯化碳等清潔劑去除插頭的臟物和汗?jié)n。假設(shè)在液體內(nèi)或非常潮濕的環(huán)境中進(jìn)展丈量，傳感器與電纜的接頭必需密封(如圖。密封資料可用環(huán)氧樹脂，或室溫硫化硅橡膠，保證在-70 260寬

10、的溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出極好的性能。密封劑密封劑應(yīng)根據(jù)測試目確實(shí)定測試方法和手段研討測點(diǎn)布置和儀器安裝方法對能夠發(fā)生的問題和測試中的本卷須知，事先應(yīng)縝密思索，到達(dá)進(jìn)展有意義的測試。根據(jù)上述條件建立測試方案，確定運(yùn)用的丈量系統(tǒng)和安排操作程序估計(jì)需求丈量的振動類型和振級，判別是隨機(jī)振動，周期性振動，還是沖擊型或瞬變型振動。仔細(xì)確定安裝測振傳感器的位置，選定能代表被測對象特征的安裝位置，并思索能否會產(chǎn)生傳感器附加質(zhì)量荷載的影響。根據(jù)研討需求，確定丈量參數(shù)和記錄分析方式。思索環(huán)境條件，如電場，磁場，溫度，濕度和聲場等各種要素，選擇適宜的振動換能器和傳感器的種類。選擇儀器的可測頻率范圍，留意頻率的上限和下限。

11、對傳感器，放大器和記錄安裝的頻率特性和相位特性進(jìn)展仔細(xì)的思索和選擇。思索需測振級和儀器的動態(tài)范圍，即可丈量程的上限和下限,了解儀器的最低可測振動量級。留意在可測頻率范圍內(nèi)的量程是常數(shù)還是變數(shù),(由于有的儀器量程隨頻率添加而增大，有的儀器量程隨頻率添加而減小)。留意防止使儀器在測試過程中過載和飽和。標(biāo)定和檢驗(yàn),包括傳感器，放大器和記錄安裝全套測試系統(tǒng)的特性標(biāo)定，定出標(biāo)定值。畫出丈量系統(tǒng)的任務(wù)方框圖，以及儀器銜接草圖，標(biāo)出所用儀器的型號和序號，以便于測試系統(tǒng)的安裝和查校。在選定了振級、頻率范圍，處理了絕緣及接地回路等問題后，要確定測振傳感器最合理的安裝方法,以及安裝固定件的構(gòu)造及估計(jì)能夠出現(xiàn)的寄生

12、振動。在被測構(gòu)件上做好測試前的預(yù)備，把測振儀器配套連線，傳感器安裝固定，并記下各個儀器控制旋鈕的位置。對測試環(huán)境條件做詳細(xì)記錄，以便供數(shù)據(jù)處置時參考，并可以查對一些偶爾要素。在測試過程中應(yīng)經(jīng)常檢查測振系統(tǒng)的“背景噪聲(即“基底噪聲)。把測振傳感器裝在一個非振動體上，并丈量這個安裝的“視在振級，在數(shù)據(jù)分析處置時，可去掉這部分誤差要素。在實(shí)踐振動丈量中，為了獲得適當(dāng)?shù)木龋耙曉谡駝幼钌賾?yīng)小于所測振動的13。也就是說丈量系統(tǒng)的基底噪聲至少應(yīng)低于所測振級10分貝。對于信號采集系統(tǒng)來說，普通儀器本身出缺點(diǎn)的情況較少，在發(fā)現(xiàn)測試不正常時，更多的緣由是電纜和儀器的銜接部分出現(xiàn)問題呵斥的。所以當(dāng)測試出現(xiàn)問題

13、時，先檢查儀器之間的銜接電纜，往往就可以把問題處理。軟件提示銜接不到采集儀或找不到軟件加密狗的情況確認(rèn)計(jì)算機(jī)和采集儀之間的信號電纜可靠銜接對于USB設(shè)備，Windows XP普通都需求驅(qū)動程序的支持才干正常任務(wù)。INV系列USB采集儀和USB軟件加密狗也是如此。INV系列USB采集儀和USB加密狗的驅(qū)動程序在軟件安裝的時候是自動裝到系統(tǒng)中的。所以，正確的安裝次序是先裝軟件，再銜接采集儀和軟件加密狗。這樣在系統(tǒng)提示需求驅(qū)動程序時，可以運(yùn)用自動安裝的方法安裝驅(qū)動。假設(shè)安裝次序不當(dāng)，有時軟件會顯示找不到采集儀或軟件加密狗的情況，這時應(yīng)按照下面的步驟操作：用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊“我的電腦，選擇屬性，在系統(tǒng)屬性

14、選擇“硬件，點(diǎn)擊“設(shè)備管理器，在設(shè)備列表中的“通用串行總線控制器下面會出現(xiàn)帶驚嘆號的設(shè)備，普通叫做“USB Sample Device。這時用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)這個設(shè)備，選擇“更新驅(qū)動程序，Windows會彈出一個對話框，提示查找驅(qū)動程序，選擇自動安裝就可以使采集儀正常任務(wù)了。軟件和用戶號不匹配安裝軟件時需求用戶輸入安裝序號，假設(shè)安裝序號輸錯，軟件會提示：“軟件和軟件狗不對應(yīng)，這時需求重新安裝軟件并輸入正確的安裝序號。AD版本號問題有時用戶先后購買了多種數(shù)采設(shè)備，相應(yīng)配備了多個軟件狗。由于不同的軟件狗對應(yīng)不同的采集儀，當(dāng)軟件狗和采集儀不匹配時，也會提示找不到采集儀。這時只需改換對應(yīng)的軟件狗就可以正常任

15、務(wù)了。采集儀沒有信號的處置方法確認(rèn)一切儀器電源開啟，電纜銜接無誤，放大器的檔位正確。儀器的正常任務(wù)電壓是AC220V,在測試前應(yīng)予以確認(rèn)。而且必需保證一切儀器的電源插座是“左零右火中間地，以免因電源問題影響儀器的正常任務(wù)。儀器的外殼應(yīng)可靠接地，可以減小外圍環(huán)境對儀器的影響。檢查采集儀首先檢查軟件設(shè)置，采集儀的實(shí)踐任務(wù)通道是從軟件設(shè)置的“起始采樣通道開場，加上設(shè)置的通道數(shù)為止。例如，起始通道設(shè)為3，共采集4個通道的數(shù)據(jù)，那么采集儀的實(shí)踐通道應(yīng)該是采集儀的36通道。所以必需確認(rèn)信號電纜的銜接通道號和軟件設(shè)置的通道相符。為防止出錯，假設(shè)不是必需，最好從1通道開場。假設(shè)軟件設(shè)置和電纜銜接沒有問題，那么

16、先設(shè)置采集儀任務(wù)在電壓DC方式下，并運(yùn)用軟件的“示波功能，然后斷開采集儀的信號輸入，運(yùn)用短路接頭或?qū)Ь€把采集儀輸入端口短路，相當(dāng)于采集儀輸入了0V電壓，這種情況下示波讀數(shù)應(yīng)為0V左右。假設(shè)這時示波的信號相符，闡明采集儀任務(wù)正常。檢查傳感器對于傳感器的檢查，通常采用改換傳感器和電纜進(jìn)展交叉測試，這樣可以很容易確定缺點(diǎn)點(diǎn)。有信號但不正常的情況DASP軟件有兩種方式：演示方式和測試方式。在演示方式下軟件是不能接受外部信號的，發(fā)現(xiàn)信號不正常時，首先檢查軟件能否任務(wù)中演示方式。檢查方法是查看軟件主面板的下部，有“演示字樣的選擇框，假設(shè)框內(nèi)有對勾，闡明這是演示方式，去除對勾并重新進(jìn)入采集模塊就行了。檢查軟

17、件標(biāo)定值能否設(shè)置正確。假設(shè)標(biāo)定值設(shè)置錯誤可以導(dǎo)致軟件結(jié)果錯誤，通常這種問題的規(guī)律是信號的趨勢正常，但與閱歷值相比會相差整數(shù)倍。檢查軟件的采樣參數(shù)能否合理。信號的觸發(fā)方式、采樣頻率，采樣時間能否都正確。檢查放大器的抗混濾波設(shè)置能否正確?？够殳B濾波器假設(shè)設(shè)置過低，會濾掉有用的高頻成分；設(shè)置過高又會使信號發(fā)生混疊景象，這些都會影響實(shí)踐的采集信號。應(yīng)根據(jù)振動信號的強(qiáng)度選擇適宜的傳感器。對于很微弱的信號，應(yīng)首選靈敏度高的傳感器，對于振動很劇烈的信號應(yīng)選擇靈敏度較小的傳感器，這樣可以得到較高的信噪比。假設(shè)不是這樣，就能夠發(fā)生傳感器過荷或信噪比很低的情況，從而導(dǎo)致信號的失真。對于接觸式的傳感器，還要思索傳感

18、器的質(zhì)量大小。要保證被測對象的質(zhì)量相比傳感器的質(zhì)量有足夠大，這樣才干防止傳感器的質(zhì)量分布對測試結(jié)果的影響。要留意傳感器的頻率范圍與實(shí)驗(yàn)要求相符。每種傳感器都要求在各自的頻率范圍內(nèi)任務(wù)。超越頻率范圍的信號，會使傳感器的輸出失真。有時，導(dǎo)線接觸不良也會影響信號的質(zhì)量。重新銜接有問題通道的銜接電纜，必要時改換電纜。傳感器的線性輸出是需求適宜的溫度，假設(shè)環(huán)境溫度太高或太低，也會影響傳感器的輸出。丈量儀器應(yīng)良好接地，這樣可以有效抑制外界環(huán)境對測試信號的影響。在潮濕的環(huán)境下任務(wù)時，在丈量前應(yīng)使儀器預(yù)熱半小時左右，排除濕氣對儀器的影響。AC/DC的含義對于輸入的電壓信號而言，都含有直流部分和交變部分。當(dāng)我們想測試包括直流信號在內(nèi)的信號變化時，該當(dāng)運(yùn)用放大器和采集儀的DC檔位；假設(shè)僅對交變信號感興趣，應(yīng)該運(yùn)用AC檔位；關(guān)于程控放大INV系列采集儀都有程控放大功能，當(dāng)運(yùn)用外接放大器時，軟件計(jì)算標(biāo)定值要思索放大器的增益倍數(shù)，但采集儀的程控放大倍數(shù)不參與標(biāo)定值的計(jì)算。銜接傳感器的導(dǎo)線兩端要固定，防止由于導(dǎo)線受力影響銜接的可靠性假設(shè)傳感器布置在高空，對傳感器要有防止跌落的維護(hù)措施長時間丈量猛烈振動的信號時，對導(dǎo)線接頭要有專門固定措施，防止由于振動使接頭松動運(yùn)用力錘進(jìn)展模態(tài)實(shí)驗(yàn)時，要用較高的采樣頻率采集力信號