離散系統(tǒng)與連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的根本差別是：離散系統(tǒng)（圖3）有采樣開

1、PAGE PAGE 9離散系統(tǒng)與連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的根本差別是：離散系統(tǒng)（圖3）有采樣開關(guān)存在，而連續(xù)系統(tǒng)則無。連續(xù)信號經(jīng)過采樣開關(guān)變成離散信號（圖4），采樣開關(guān)起這理想脈沖發(fā)生器的作用，通過它將連續(xù)信號調(diào)制成脈沖序列。圖3 離離散系統(tǒng)統(tǒng)方塊圖圖圖4 離散散型時(shí)間間函數(shù)圖5 信號頻譜圖調(diào)制之后的信號中，包含與脈沖頻率相關(guān)的高頻頻譜（圖5），相鄰兩頻譜不相重疊的條件是：其中： 采樣開開關(guān)的采采樣頻率率連連續(xù)信號號頻譜中中的最高高頻率這就是采采樣定理理，通常常選擇采采樣頻率率時(shí)取四四倍連續(xù)續(xù)信號的的最大頻頻率。實(shí)實(shí)驗(yàn)中，信號源源產(chǎn)生頻頻率可調(diào)調(diào)的周期期性信號號，計(jì)算算機(jī)通過過A/DD板將信信號采集集入內(nèi)

2、存存，通過過軟件示示波器顯顯示出來來，調(diào)整整采樣頻頻率，可可以得到到不同的的采樣結(jié)結(jié)果，以以波形圖圖直觀顯顯示出來來。由此此，可考考察波形形失真程程度。三、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)使用的的儀器設(shè)設(shè)備及實(shí)實(shí)驗(yàn)裝置置裝有LaabVIIEW軟軟件和PPCI-12000數(shù)據(jù)據(jù)采集卡卡的計(jì)算算機(jī)一臺臺頻率計(jì)或或信號發(fā)發(fā)生器一一臺外接端子子板、數(shù)數(shù)據(jù)采集集板、計(jì)計(jì)算機(jī)、組態(tài)軟軟件基于LaabVIIEW的的信號測測試系統(tǒng)統(tǒng)主要包包括信號號發(fā)生器器、DAAQ數(shù)據(jù)據(jù)采集卡卡和計(jì)算算機(jī)軟件件三部分分組成。A/DD數(shù)據(jù)采采集采用用NI公公司PCCMCIIA接口口的PCCI-112000型多功功能數(shù)據(jù)據(jù)采集卡卡；L abVVIEWW

3、7.1軟件件。將PCII-12200數(shù)數(shù)據(jù)采集集卡插到到計(jì)算機(jī)機(jī)主板上上的一個個空閑的的PCII插槽中中，接好好各種附附件，其其驅(qū)動程程序就是是NI-DAQQ。附件件包括一一條500芯的數(shù)數(shù)據(jù)線，一個型型號為CCB-550LPP的轉(zhuǎn)接接板，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)接板直直接與外外部信號號連接。圖7 DDAQ設(shè)設(shè)備與DDAQ節(jié)節(jié)點(diǎn)以及及VI的的層次關(guān)關(guān)系圖圖6 CCB-550LPP轉(zhuǎn)接板板的引腳腳定義圖圖圖8 采樣定定理驗(yàn)證證實(shí)驗(yàn)構(gòu)構(gòu)成圖四、具體體實(shí)驗(yàn)步步驟（一）通通過LaabVIIEW進(jìn)進(jìn)行模擬擬信號的的數(shù)據(jù)采采集1. 安安裝數(shù)據(jù)據(jù)采集卡卡，根據(jù)據(jù)數(shù)據(jù)采采集卡接接線指示示（圖66）連接接線路，并檢查查測試。2.

4、熟熟悉LaabVIIEW軟軟件中與與數(shù)據(jù)采采集相關(guān)關(guān)的控件件與設(shè)置置項(xiàng)。3. 編編制DAAQ程序序，并調(diào)調(diào)試數(shù)據(jù)據(jù)采集組組態(tài)。4. 應(yīng)應(yīng)用該組組態(tài)軟件件進(jìn)行波波形數(shù)據(jù)據(jù)采集并并存儲，信號種種類設(shè)置置為正弦弦波，分分別設(shè)置置信號發(fā)發(fā)生器頻頻率為550，1100HHz，觀觀察并記記錄波形形變化。5. 設(shè)設(shè)置信號號種類為為方波或或鋸齒波波，重復(fù)復(fù)上述實(shí)實(shí)驗(yàn)。（二）采采樣定理理驗(yàn)證實(shí)實(shí)驗(yàn)1. 按按圖8連連接線路路，并檢檢查測試試。2. 熟熟悉 GGeniiDAQQ軟件中中與數(shù)據(jù)據(jù)采集相相關(guān)的控控件與設(shè)設(shè)置項(xiàng)。3. 編編制、調(diào)調(diào)試數(shù)據(jù)據(jù)采集組組態(tài)。4. 應(yīng)應(yīng)用該組組態(tài)軟件件進(jìn)行波波形數(shù)據(jù)據(jù)采集并并存儲，

5、信號種種類設(shè)置置為正弦弦波，分分別設(shè)置置信號發(fā)發(fā)生器頻頻率為550，1100HHz，采采集頻率率設(shè)置為為50、1000、1550、2200、3000、5000Hzz，觀察察并記錄錄波形變變化，體體驗(yàn)采樣樣定理的的正確性性。五、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)準(zhǔn)備及及預(yù)習(xí)要要求1認(rèn)真真閱讀實(shí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)導(dǎo)書，在在老師答答疑和同同學(xué)討論論的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，完完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)準(zhǔn)備任任務(wù)：1).了了解數(shù)據(jù)據(jù)采集及及其硬件件（A/D變換換器和數(shù)數(shù)據(jù)采集集卡）選選擇的基基本知識識；2).熟熟悉G語語言編程程環(huán)境和和虛擬儀儀器的含含義；理解采樣樣定理的的意義；實(shí)驗(yàn)前可可以參考考的書籍籍：現(xiàn)現(xiàn)代測試試技術(shù)與與數(shù)據(jù)處處理、LaabVIIEW77.1測測

6、試技術(shù)術(shù)與儀器器應(yīng)用等。六、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)內(nèi)容及格格式1實(shí)驗(yàn)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)驗(yàn)內(nèi)容3實(shí)驗(yàn)驗(yàn)裝置4實(shí)驗(yàn)驗(yàn)原理（測試實(shí)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)統(tǒng)圖）5實(shí)驗(yàn)驗(yàn)步驟6實(shí)驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果與與分析（包括實(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)據(jù)、處理理圖形、主要關(guān)關(guān)系式和和有關(guān)程程序）7思考考題解析析七、開課課教師及及聯(lián)系方方式開課教師師：劉艷艷明 伍伍耐明 聯(lián)系方式式：82231774266“振動測測量和軸軸系動平平衡實(shí)驗(yàn)驗(yàn)” 教學(xué)學(xué)實(shí)驗(yàn)指指導(dǎo)書教學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)編號：04117011-3（可不填填）教學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)名稱：振動測測量和軸軸系動平平衡實(shí)驗(yàn)驗(yàn) （中中文）Osciillaatioon MMeassureemennt aand Shaaftiing Ineertiia

7、 BBalaancee （英英文）學(xué)分/學(xué)學(xué)時(shí)：11學(xué)分/16學(xué)學(xué)時(shí)適用專業(yè)業(yè)：發(fā)動動機(jī)、工工程熱物物理、宇宇航、氣氣動、汽汽車專業(yè)業(yè)先修課程程和環(huán)節(jié)節(jié)：了解解振動測測量的基基本原理理；振動動傳感器器（位移移，速度度，加速速度）的的工作原原理；振振動信號號的描述述；機(jī)械械振動基基本參量量的常用用測量方方法。一、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)?zāi)康?、掌握握剛性轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子現(xiàn)場場動平衡衡的基本本作業(yè)；2、掌握握有關(guān)測測量儀器器的使用用；3、通過過實(shí)驗(yàn)了了解動靜靜法的工工程應(yīng)用用。二、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)內(nèi)容及及基本原原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容容即是對對一多圓圓盤剛性性轉(zhuǎn)子用用兩平面面影響系系數(shù)法進(jìn)進(jìn)行動平平衡。工作轉(zhuǎn)速速低于最最低階段段臨界轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子

8、稱為為剛性轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，反反之稱為為柔性轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子。本本實(shí)驗(yàn)采采取一種種剛性轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子動平平衡常用用的方法法兩平平面影響響系數(shù)法法。該方方法無需需專用平平衡機(jī)，只要一一般的振振動測量量，適合合在轉(zhuǎn)子子工作現(xiàn)現(xiàn)場進(jìn)行行平衡作作業(yè)。圖 一根據(jù)理論論力學(xué)的的動靜法法原理：一勻速速旋轉(zhuǎn)的的長轉(zhuǎn)子子，其連連續(xù)分布布的離心心慣性力力系可向向質(zhì)心CC簡化為為一個合合力（主主向量）R和一一個合力力偶Mcc（主矩矩），見見圖一。如果轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的質(zhì)質(zhì)心恰在在轉(zhuǎn)軸上上，且轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸恰好好是轉(zhuǎn)子子的慣性性主軸，則合力力R和合合力偶矩矩Mc的的值均為為零，這這種情況況稱轉(zhuǎn)子子是平衡衡的；反反之，不不滿足上上述條件件的轉(zhuǎn)子子是不平平衡的。不平

9、衡衡轉(zhuǎn)子的的軸承與與軸頸之之間產(chǎn)生生交變的的作用力力和反作作用力，可引起起軸承座座和轉(zhuǎn)軸軸本身的的強(qiáng)烈振振動，從從而影響響機(jī)器的的工作性性能和工工作壽命命。剛性轉(zhuǎn)子子動平衡衡的目標(biāo)標(biāo)是，使使離心慣慣性力的的合力和和合力偶偶矩的值值趨近于于零。為為此，我我們可以以在轉(zhuǎn)子子上任意意選定兩兩個截面面，稱校正正平面，在離軸軸心一定定距離，稱校校正半徑徑，與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子上某某一參考考標(biāo)記成成夾角和和處，分分別附加加一塊質(zhì)質(zhì)量為、重塊稱校正正質(zhì)量。如能使使兩個質(zhì)質(zhì)量和的離心心慣性力力（其大大小分別別為和，為轉(zhuǎn)動動角速度度）的合合力和合合力偶正正好與原原不平衡衡轉(zhuǎn)子的的離心慣慣性力相相平衡，那么就就實(shí)現(xiàn)了了剛性轉(zhuǎn)

10、轉(zhuǎn)子的動動平衡。兩平面影影響系數(shù)數(shù)法的過過程如下下：在額定的的工作轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速或任任選的平平衡轉(zhuǎn)速速下，檢檢測原始始不平衡衡引起軸軸承或軸軸頸A、B在某方位的的振動動動量和，其中中和是振動動位移，速度或或加速度度的幅值值，和是振動動信號對對轉(zhuǎn)子上上參考標(biāo)標(biāo)記有關(guān)關(guān)的參考考脈沖的的相位角角。根據(jù)轉(zhuǎn)子子的結(jié)構(gòu)構(gòu)，選定定年兩個個校正平平面、，并確確定校正正半徑、，現(xiàn)在在平面上加一一試重，其中為為試重質(zhì)質(zhì)量，為為試重相相對參考考標(biāo)記的的方位角角，以順順轉(zhuǎn)向?yàn)闉檎Ｔ谠谙嗤D(zhuǎn)轉(zhuǎn)速下測測量軸承承A、BB的振動動量和。矢量關(guān)系系見圖二二a、bb。顯然然，矢量量及。為平平面上加試試重所引引起的軸承承振動的的變化，稱

11、為試試重的效效果矢量量。方位位角為零零度的單單位試重重的效果果矢量稱稱為影響響系數(shù)。因而，我們可可以由下下面式子子求影響響系數(shù)：取走，在在平面上上加試重重，為試重重質(zhì)量，為試重重方位角。同同樣測得得軸承AA、B的的振動量量和，從而而求得效效果矢量量和（見圖圖二c、d）及及影響系系數(shù)：圖 二校正平面面、上所需需的校正正量和，可通通過解矢矢量方程程組求得：或、為校正正質(zhì)量，為校正正方向角角。求解矢量量方程組組最好是是使用計(jì)計(jì)算機(jī)。要求自自編計(jì)算算機(jī)兩平平面影響響系數(shù)法法動平衡衡實(shí)用程程序。5） 根根據(jù)計(jì)算算結(jié)果，在轉(zhuǎn)子子上安裝裝校正質(zhì)質(zhì)量，重重新啟動動轉(zhuǎn)子，如振動動已減小小到滿意意程度，則平衡結(jié)結(jié)

12、束，否否則可重重復(fù)上面面步驟，再進(jìn)行行一次修修正平衡衡。三、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)使用的的儀器設(shè)設(shè)備及實(shí)實(shí)驗(yàn)裝置置測試系統(tǒng)統(tǒng)如圖三三所示。1、轉(zhuǎn)子子系統(tǒng)轉(zhuǎn)子軸上上固定有有四個圓圓盤，兩兩端用含含油軸承承支承。電動機(jī)機(jī)通過橡橡膠軟管管拖動轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸，用用自耦調(diào)調(diào)壓器調(diào)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速速。最高高工作轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為440000，遠(yuǎn)低低于轉(zhuǎn)子子軸承承系統(tǒng)得得固有頻頻率。電渦流位位移計(jì)及及ST50000A型型動平衡衡儀電渦流位位移計(jì)包包括探頭頭和前置置器。探探頭前端端有一扁扁型線圈圈，由前前置器提提供高頻頻（2MMHz）電流。當(dāng)它靠靠近金屬屬導(dǎo)體測測量對象象時(shí)，后后者表面面產(chǎn)生感感應(yīng)電渦渦流。間間隙變化化，電渦渦流的強(qiáng)強(qiáng)弱隨之之變化，線

13、圈的的供電電電流也發(fā)發(fā)生變化化，從而而再串連連于線圈圈的電容容上產(chǎn)生生被調(diào)制制的電壓壓信號，此信號號經(jīng)過前前置器的的調(diào)節(jié)、檢波、放大，成為在在一定范范圍內(nèi)與與間隙大大小成比比例的直直流或低低頻交流流電壓信信號。本本實(shí)驗(yàn)使使用兩個個電渦流流計(jì)，分分別檢測測兩個軸軸承座的的水平振振動位移移。兩路路位移信信號通過過切換開開關(guān)依次次饋入動動平衡儀儀，以光光電變換換器給出出的電脈脈沖為參參考，進(jìn)進(jìn)行同頻頻檢測（濾除諧諧波干擾擾）和相相位比較較后，在在動平衡衡儀面板板上數(shù)顯顯出振動動位移的的幅值、相位及及轉(zhuǎn)速數(shù)數(shù)據(jù)。同頻檢測測前后的的振動位位移波形形，通過過電子示示波器隨隨時(shí)觀察察。圖 三精密天平平用以測

14、量量平衡加加重的質(zhì)質(zhì)量用電表用以調(diào)整整電渦流流探頭的的安裝位位置（初初始間隙隙）。四、具體體實(shí)驗(yàn)步步驟1、按圖圖三所示示連接測測試儀器器及傳感感器。2、打開開平衡儀儀和示波波器電源源，預(yù)熱熱2分鐘鐘。3、轉(zhuǎn)速速傳感器器桿頭調(diào)調(diào)整：適適當(dāng)調(diào)整整傳感頭頭端面與與標(biāo)志塊塊（凹塊塊）之間間的距離離，同時(shí)時(shí)觀察轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速顯示示窗口下下方的指指示燈以以表示綠綠色“OK”燈亮，紅色不不亮為最最佳位置置，綠色色燈滅為為太遠(yuǎn)，調(diào)整時(shí)時(shí)注意凹凹塊不處處在傳感感器的端端面為合合適。調(diào)整兩個個電渦流流探頭的的位置，使其前前端距離離軸承座座測量表表面約11mm，這時(shí)用用萬用表表測量前置置器的輸輸出，應(yīng)應(yīng)約為8.00V，因因

15、該電渦渦流位移移的靈敏敏度為88.0，線性范范圍02mmm。轉(zhuǎn)動調(diào)壓壓器旋鈕鈕，啟動動轉(zhuǎn)子，供電電電壓可從從零快速速調(diào)到1120VV左右，待轉(zhuǎn)子子已啟動動后，再退退回到880V左左右，以以獲得較較慢轉(zhuǎn)速速。用調(diào)壓器器慢慢升升速。從從動平衡衡儀上觀觀察轉(zhuǎn)速速、振幅幅、相位位度數(shù)的的變化。在轉(zhuǎn)速速從20000 至330000之間，選擇一一比較穩(wěn)穩(wěn)定的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，并并使其穩(wěn)穩(wěn)定不變變。從動動平衡儀儀上分別別讀出轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子原始始不平衡衡引起左左（A）、右（B）軸軸承座振振動位移移的幅值值和相位位角及。轉(zhuǎn)速回零零。在平平面（號號圓盤）上任選選方位加加一試重重。記錄錄的值（用天平平測量，可取取其在558克克），及

16、及固定點(diǎn)點(diǎn)的相位位角（以以凹面邊邊緣為準(zhǔn)準(zhǔn)作為參參考標(biāo)記記算起。順轉(zhuǎn)向向?yàn)檎?。啟動轉(zhuǎn)子子，新調(diào)調(diào)到平衡衡轉(zhuǎn)速，測出平面加加重后，兩個軸軸承座振振動位移移的幅值值和相位角角（和）。轉(zhuǎn)速回零零。在平面（4號圓圓盤）上上任選方方位加一一試重，拆除。測量記記錄的值及其其固定方方位角。10、 轉(zhuǎn)速重重新調(diào)到到。測出出平面加加試重后后，兩個個軸承座座振動位位移的幅幅值和相相位角（和）。11、自自編程序序計(jì)算。12、按按11步步，求出出的平衡衡質(zhì)量、及校正正相位角角、在校正正平面，重新加重重。然后后將轉(zhuǎn)速速調(diào)到，再測量量記錄兩兩個軸承承座振動動的幅值值和相位位角。13、計(jì)計(jì)算平衡衡率（即即平衡前前后振動動

17、幅值的的差與未未平衡振振幅值的的百分比比），如如高于880，實(shí)驗(yàn)可可結(jié)束。否則應(yīng)應(yīng)尋找平平衡效果果不良原原因重做做。14、停停機(jī)，關(guān)關(guān)掉電源源。拆除除電源。拆除平平衡質(zhì)量量，使轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)統(tǒng)復(fù)原。五、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)準(zhǔn)備及及預(yù)習(xí)要要求認(rèn)真閱讀讀本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)指導(dǎo)書書，必要要時(shí)預(yù)先先到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室看看看實(shí)驗(yàn)裝裝置和測測量儀器器，對照照儀器閱閱讀STT-50000AA型多功功能性柔柔性轉(zhuǎn)子子實(shí)驗(yàn)臺臺實(shí)驗(yàn)系系統(tǒng)使用用說明書書，學(xué)會會操作使使用本儀儀器，并并請求有有關(guān)教師師答疑或或?qū)W生自自行討論論。六、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)內(nèi)容及格格式實(shí)驗(yàn)報(bào)告告內(nèi)容要要求：寫出實(shí)驗(yàn)驗(yàn)?zāi)康?、?nèi)容、裝置及及步驟。實(shí)驗(yàn)記錄錄和計(jì)算算結(jié)果整整理成表表格，格格式可參參考附錄錄一。分析討論論實(shí)驗(yàn)方方法及實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果果。*參考圖圖二，畫畫出實(shí)驗(yàn)驗(yàn)測試數(shù)數(shù)據(jù)的矢矢量關(guān)系系圖。畫出實(shí)驗(yàn)驗(yàn)裝置系系統(tǒng)圖。*自編一一套應(yīng)用用程序。把本實(shí)實(shí)驗(yàn)的數(shù)數(shù)據(jù)輸入入自編程程序，求求解出校校正量。實(shí)驗(yàn)報(bào)告告格式如如下：1、實(shí)驗(yàn)