模態(tài)測試技術(shù)課件

模態(tài)測試技術(shù)模態(tài)測試技術(shù)1模態(tài)測試技術(shù)課件2模態(tài)測試技術(shù)課件38.2實驗?zāi)B(tài)測試技術(shù)測量系統(tǒng)模態(tài)測試系統(tǒng)激勵系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)8.2實驗?zāi)B(tài)測試技術(shù)測量系統(tǒng)模態(tài)測試系統(tǒng)激勵系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集4激勵系統(tǒng)激勵設(shè)備——力錘t0m/s2激勵系統(tǒng)激勵設(shè)備——力錘t0m/s25激勵設(shè)備——激振器激振器信號發(fā)生器功率放大器激勵設(shè)備——激振器激振器信號發(fā)生器功率放大器6激勵信號（a）激勵信號——穩(wěn)態(tài)正弦信號通過緩慢改變正弦信號的頻率，可以激發(fā)出系統(tǒng)的各階主振型。優(yōu)點：能量集中在單一頻率上，測量信號具有很高的信噪比，因而測試精度很高缺點：需逐個測量各個頻率點上的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，測試周期長。激勵信號（a）激勵信號——穩(wěn)態(tài)正弦信號通過緩慢改變正弦信號7（b）激勵信號——純隨機信號純隨機信號又稱白噪聲信號，理論上的純隨機信號具有高斯分布的白噪聲，在整個時間歷程上都是隨機的，不具有周期性。（b）激勵信號——純隨機信號純隨機信號又稱白噪聲信號，理論上8（b）激勵信號——周期信號快速掃頻正弦信號在一個選定的時間周期內(nèi)，正弦信號的頻率按照一定的掃頻方式由某個值迅速增至另一個值，實現(xiàn)激勵信號的寬頻變化。這一變化的頻帶即所關(guān)心的系統(tǒng)固有頻率的范圍。快速掃頻有兩種方式：線性掃頻，對數(shù)掃頻（b）激勵信號——周期信號快速掃頻正弦信號在一個選定的時間周9線性掃頻正弦信號線性掃頻正弦信號10對數(shù)掃頻正弦信號對數(shù)掃頻正弦信號11②偽隨機信號在一個周期內(nèi)激振信號是隨機的，但各個周期的激振信號是一樣的。③周期隨機信號它主要有變化的偽隨機激振信號組成，當激振進行到某幾個周期后，又出現(xiàn)一個新的偽隨機激振信號，它綜合了純隨機信號和偽隨機信號的優(yōu)點，做到了即是周期信號，統(tǒng)計特性卻是隨時間變化的。②偽隨機信號在一個周期內(nèi)激振信號是隨機的，但各個周12（c）激勵信號——瞬態(tài)信號信號發(fā)生器產(chǎn)生的掃頻正弦猝發(fā)信號和隨機猝發(fā)信號產(chǎn)生方式：沖擊錘產(chǎn)生的沖擊信號和隨機沖擊信號特殊裝置如火箭產(chǎn)生的沖擊信號（c）激勵信號——瞬態(tài)信號信號發(fā)生器產(chǎn)生的掃頻正弦猝發(fā)信號和13測量系統(tǒng)加速度傳感器壓電式加速度傳感器壓阻式加速度傳感器力平衡式加速度傳感器測量系統(tǒng)——傳感器測量系統(tǒng)加速度傳感器壓電式加速度傳感器壓阻式加速度傳感器力14壓阻式加速度傳感器工作原理壓阻式加速度傳感器內(nèi)部包括一個單晶硅懸臂梁、梁自由端的質(zhì)量塊和粘貼在懸臂梁上下表面的四個擴散電阻，傳感器的電阻輸出與其承受的振動力成比例。性能特點壓阻式加速度傳感器的一個顯著優(yōu)點是可以測量低頻振動信號，因此特別適合于長期中低振動頻率的測試。壓阻式加速度傳感器性能特點15壓電加速度傳感器工作原理：壓電加速度傳感器根據(jù)壓電晶體具有壓電效應(yīng)的特性制成，使得傳感器的電信號輸出與其遭受的振動力成比例。通常壓電加速度傳感器包括壓電晶體、振動質(zhì)量塊、傳感器基座和傳感器外殼四部分。性能特點電荷輸出壓電加速度傳感器工作溫度范圍廣、可測量頻率和幅值范圍廣，但不適合測量靜態(tài)信號。壓電加速度傳感器工作原理：性能特點16性能特點力平衡加速度傳感器適合測量低頻小幅值的振動信號，因此被廣泛應(yīng)用于周期較長的大跨度大跨空間結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)中。工作原理力平衡加速度傳感器性能特點工作原理力平衡加速度傳感器17選擇加速度傳感器需要注意的重要技術(shù)參數(shù)靈敏度：盡量選擇靈敏度較高的加速度傳感器，

以提高其測量信號的信噪比；頻率范圍：應(yīng)包括被測結(jié)構(gòu)全部模態(tài)頻率，工作溫度范圍：被測結(jié)構(gòu)實際環(huán)境溫度范圍幅值范圍：根據(jù)被測結(jié)構(gòu)可能的振動幅；選擇加速度傳感器需要注意的重要技術(shù)參數(shù)靈敏度：盡量選擇靈敏18測量系統(tǒng)——信號放大器利用具有放大功能的電子電路，將傳感器測量的微弱電壓信號放大處理，轉(zhuǎn)換成我們所需要的值

測量系統(tǒng)——信號放大器利用具有放大功能的電子電路，將傳感器19數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集儀器：主要部件是A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)采集軟件：一般儀器自帶數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集儀器：主要部件是A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)采集軟20數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)——數(shù)據(jù)采集儀器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)——數(shù)據(jù)采集儀器21數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)——數(shù)據(jù)采集軟件數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)——數(shù)據(jù)采集軟件228.3使用測量系統(tǒng)注意的一些問題用臘、膠布等固定在試件上電纜從振動最小的點離開試件傳感器電纜線的連接8.3使用測量系統(tǒng)注意的一些問題用臘、膠布等固定在試件上電23噪聲干擾的抑制方法噪聲來源：噪聲表現(xiàn)形式：來自電源的工頻50Hz正弦信號及其各次諧波成分來自其他方面的隨機噪聲電源、儀器內(nèi)部電子線路、各種連接導(dǎo)線及其與儀器組成的網(wǎng)絡(luò)以及大地噪聲干擾的抑制方法噪聲來源：噪聲表現(xiàn)形式：來自電源的工頻524模態(tài)測試技術(shù)課件25抑制噪聲的方法：在測試系統(tǒng)中采用合理的減噪措施分析過程中采用平均技術(shù)測試系統(tǒng)中采用的減噪措施：使用穩(wěn)壓電源測試系統(tǒng)良好接地采用屏蔽線注意儀器開關(guān)順序，測試過程中不要撥動開關(guān)抑制噪聲的方法：在測試系統(tǒng)中采用合理的減噪措施分析過程中采用26儀器1儀器2儀器3單點串聯(lián)接地儀器1儀器2儀器3單點并聯(lián)接地接地方式——單點接地儀器1儀器2儀器3單點串聯(lián)接地儀器1儀器2儀器3單點并聯(lián)接地27接地方式——多點接地儀器1儀器2儀器3多點接地地回路地回路多點接地形成一個或多個地回路，導(dǎo)致測量信號中產(chǎn)生大量的干擾信號接地方式——多點接地儀器1儀器2儀器3多點接地地回路地回路多28傳感器布置注意事項盡量不要布置在振型的節(jié)點處傳感器數(shù)目不夠怎么辦？盡量均勻布置解決方法：選定參考點，移動傳感器，

分步測試。傳感器布置注意事項盡量不要布置在振型的節(jié)點處傳感器數(shù)目不夠29參考點參考點參考點參考點參考點參考點30對小型結(jié)構(gòu)或模型，需要考慮傳感器引起的附加質(zhì)量或剛度。附加質(zhì)量的影響對小型結(jié)構(gòu)或模型，需要考慮傳感器引起的附加質(zhì)量或剛度。附加318.4激振器實驗信號放大器功率放大器信號發(fā)生器數(shù)據(jù)采集儀計算機加速度傳感器激振器力傳感器8.4激振器實驗信號放大器功率放大器信號發(fā)生器數(shù)據(jù)采集儀計328.5沖擊實驗錘體力傳感器錘帽錘柄附加質(zhì)量錘帽材質(zhì)：鋼，鋁，塑料，橡膠，充氣錘帽8.5沖擊實驗錘體力傳感器錘帽錘柄附加質(zhì)量錘帽材質(zhì)：鋼，鋁33使用不同剛度錘帽測得的時間歷程曲線及力譜鋼、鋁時間塑料橡膠、充氣錘帽頻率鋼、鋁塑料橡膠、充氣錘帽使用不同剛度錘帽測得的時間歷程曲線及力譜鋼、鋁時間塑料橡膠、34信號放大器數(shù)據(jù)采集儀計算機加速度傳感器信號放大器數(shù)據(jù)采集儀計算機加速度傳感器358.6實例8.6實例36模態(tài)測試技術(shù)課件37