振動測量及頻譜分析PPT

1、2022-3-181第六章：第四節(jié)第六章：第四節(jié) 振動測量及頻譜分析振動測量及頻譜分析 一、振動的基本概念一、振動的基本概念 振動可分為機械振動、土木結構振動、運輸振動可分為機械振動、土木結構振動、運輸工具振動、武器、爆炸引起的沖擊振動等。工具振動、武器、爆炸引起的沖擊振動等。 從振動的頻率范圍來分，有高頻振動、低頻從振動的頻率范圍來分，有高頻振動、低頻振動和超低頻振動等。振動和超低頻振動等。 從振動信號的統(tǒng)計特征來看，可將振動分為從振動信號的統(tǒng)計特征來看，可將振動分為周期振動、非周期振動以及隨機振動等。周期振動、非周期振動以及隨機振動等。 2022-3-182地震的巨大威力地震的巨大威力 2

2、022-3-183地震波形地震波形2022-3-184二、測振傳感器分類二、測振傳感器分類 測振用的傳感器又稱拾振器，它有測振用的傳感器又稱拾振器，它有接觸式和非接觸式之分。接觸式中有磁接觸式和非接觸式之分。接觸式中有磁電式、電感式、壓電式等；非接觸式中電式、電感式、壓電式等；非接觸式中又有電渦流式、電容式、霍爾式、光電又有電渦流式、電容式、霍爾式、光電式等。下面介紹壓電式測振傳感器及其式等。下面介紹壓電式測振傳感器及其應用。應用。2022-3-185三、壓電式振動加速度傳感器的三、壓電式振動加速度傳感器的 結構及外形結構及外形 橫向振動橫向振動測振器測振器縱向振動縱向振動測振器測振器2022

3、-3-1862022-3-187四、壓電振動加速度傳感器的性能指標四、壓電振動加速度傳感器的性能指標（以某小型（以某小型“內(nèi)裝內(nèi)裝ICIC的壓電加速度傳感器的壓電加速度傳感器”為例）為例） 技術指標：技術指標：靈敏度：靈敏度：500mV/g 量程：量程：10g 頻率范圍：頻率范圍：4-4000Hz安裝諧振點安裝諧振點:15kHz 分辨力：分辨力：0.00004g 重量：重量：40g 安裝螺紋：安裝螺紋：M5 mm 線性：線性：1%2022-3-188五、壓電加速度傳感器的安裝及使用五、壓電加速度傳感器的安裝及使用 a)雙頭螺絲固定雙頭螺絲固定 b)磁鐵吸附磁鐵吸附 c)膠水粘結膠水粘結 d)手

4、持探針式手持探針式 1壓電式加速度傳感器壓電式加速度傳感器 2雙頭螺栓雙頭螺栓 3磁鋼磁鋼 4粘接劑粘接劑 5頂針頂針 2022-3-189六、壓電振動加速度傳感器六、壓電振動加速度傳感器在汽車中的應用在汽車中的應用 加速度傳感器可以用于判斷汽車的碰撞，從加速度傳感器可以用于判斷汽車的碰撞，從而使安全氣囊迅速充氣，從而挽救生命；還可安而使安全氣囊迅速充氣，從而挽救生命；還可安裝在氣缸的側壁上，盡量使點火時刻接近爆震區(qū)裝在氣缸的側壁上，盡量使點火時刻接近爆震區(qū)而不發(fā)生爆震，但又能使發(fā)動機輸出盡可能大的而不發(fā)生爆震，但又能使發(fā)動機輸出盡可能大的扭矩。扭矩。 2022-3-1810爆震波形爆震波形

5、汽車發(fā)動機中的氣缸點火時刻汽車發(fā)動機中的氣缸點火時刻必須十分精確。如果恰當?shù)貙Ⅻc火必須十分精確。如果恰當?shù)貙Ⅻc火時間提前一些，即有一個提前角，時間提前一些，即有一個提前角，就可使汽缸中汽油與空氣的混合氣就可使汽缸中汽油與空氣的混合氣體得到充分燃燒，使扭矩增大，排體得到充分燃燒，使扭矩增大，排污減少。但提前角太大時，混合氣污減少。但提前角太大時，混合氣體產(chǎn)生自燃，就會產(chǎn)生沖擊波，發(fā)體產(chǎn)生自燃，就會產(chǎn)生沖擊波，發(fā)出尖銳的金屬敲擊聲，稱為爆震，出尖銳的金屬敲擊聲，稱為爆震，可能使火花塞、活塞環(huán)熔化損壞，可能使火花塞、活塞環(huán)熔化損壞，使缸蓋、連桿、曲軸等部件過載、使缸蓋、連桿、曲軸等部件過載、變形，可

6、用壓電傳感器檢測并控制變形，可用壓電傳感器檢測并控制之。之。 2022-3-1811爆震測量爆震測量2022-3-1812七、振動的頻譜分析及儀器七、振動的頻譜分析及儀器 時域圖形時域圖形 測量時域圖形用的是示波器，測量頻測量時域圖形用的是示波器，測量頻域圖形用頻譜儀域圖形用頻譜儀.2022-3-1813頻譜儀頻譜儀 頻域圖形頻域圖形 （頻譜圖）（頻譜圖） 頻譜圖或頻域圖：它的橫坐標為頻率頻譜圖或頻域圖：它的橫坐標為頻率f，縱坐標，縱坐標可以是加速度，也可以是振幅或功率等。它反映了可以是加速度，也可以是振幅或功率等。它反映了在頻率范圍之內(nèi)，對應于每一個頻率分量的幅值。在頻率范圍之內(nèi)，對應于每一

7、個頻率分量的幅值。 2022-3-1814頻譜儀外形（續(xù)）頻譜儀外形（續(xù)） 頻域圖頻域圖 （頻譜圖）（頻譜圖）（參考深圳安泰信電子有限公司資料）（參考深圳安泰信電子有限公司資料）2022-3-1815頻域圖形頻域圖形 對應于對應于時域波形時域波形（失真的（失真的正弦波）正弦波）的譜線圖的譜線圖 2022-3-1816振動時域振動時域/頻域圖形頻域圖形（參考東方振動和噪聲技術研究所資料）（參考東方振動和噪聲技術研究所資料）不同頻率的正弦波頻譜變化不同頻率的正弦波頻譜變化2022-3-1817振動時域振動時域/頻域圖形（續(xù)）頻域圖形（續(xù)）（參考東方振動和噪聲技術研究所資料）（參考東方振動和噪聲技術

8、研究所資料）包含高次諧波的頻譜包含高次諧波的頻譜2022-3-1818基波與三次諧波的頻譜基波與三次諧波的頻譜2022-3-1819基波與基波與3次諧次諧波合成波合成的波形的波形2022-3-1820方波可分方波可分解成同頻解成同頻基波及基波及3、5、7奇次奇次諧波諧波2022-3-1821依靠頻譜分析法依靠頻譜分析法進行故障診斷進行故障診斷 減速箱故障分析減速箱故障分析 a）時域波形）時域波形 b）頻域波形）頻域波形2022-3-1822爆破振動記錄儀爆破振動記錄儀打印機打印機2022-3-1823 地震是引發(fā)海嘯的主要原因之一。地震中斷層移地震是引發(fā)海嘯的主要原因之一。地震中斷層移動導致斷

9、層間產(chǎn)生空洞，當海水填充這個空洞時產(chǎn)生動導致斷層間產(chǎn)生空洞，當海水填充這個空洞時產(chǎn)生巨大的海水波動。這種海水波動從深海傳至淺海時，巨大的海水波動。這種海水波動從深海傳至淺海時，海浪陡然升到十幾米高，并以每秒數(shù)百米的速度傳播。海浪陡然升到十幾米高，并以每秒數(shù)百米的速度傳播。海浪沖到岸上后，將造成重大破壞。海浪沖到岸上后，將造成重大破壞。 海嘯預警系統(tǒng)通過海底的振動壓力傳感器記錄海海嘯預警系統(tǒng)通過海底的振動壓力傳感器記錄海浪變化的數(shù)據(jù)，并傳送到信息浮標，由信息浮標發(fā)送浪變化的數(shù)據(jù)，并傳送到信息浮標，由信息浮標發(fā)送到氣象衛(wèi)星，再從氣象衛(wèi)星傳送到衛(wèi)星地面站。到氣象衛(wèi)星，再從氣象衛(wèi)星傳送到衛(wèi)星地面站。海嘯預警系統(tǒng)海嘯預警系統(tǒng)2022-3-1824氣象接收及氣象接收及發(fā)射