實(shí)驗(yàn)一 簡諧振動(dòng)幅值測量

實(shí)驗(yàn)一簡諧振動(dòng)幅值測量實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私庹駝?dòng)位移、速度、加速度之間的關(guān)系；學(xué)會(huì)用壓電傳感器測量簡諧振動(dòng)位移、速度、加速度幅值。實(shí)驗(yàn)裝置簡圖1、簡支梁2、加速度傳感器3、接觸式激振器三、實(shí)驗(yàn)儀器簡介（1）、ZJY－601型振動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀ZJY－601型振動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀前面板1、4、功能選擇開關(guān)2、5、9、顯示器3、6、輸出增益選擇開關(guān)7、掃頻自動(dòng)/手動(dòng)選擇開關(guān)8、掃頻時(shí)間調(diào)節(jié)電位器10、功率輸出恒壓/恒流選擇開關(guān)11、輸出信號(hào)幅值調(diào)節(jié)電位器12、17、測量/靈敏度調(diào)節(jié)選擇開關(guān)13、18、靈敏度調(diào)節(jié)電位器14、19、加速度傳感器輸入插座15、20、速度傳感器輸入插座16、21、電渦流傳感器輸入插座22、輸出頻率微調(diào)電位器23、輸出頻率調(diào)節(jié)電位器24、輸出波形監(jiān)視調(diào)節(jié)電位器25、功率輸出A輸出插座ZJY－601型振動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀后面板1、信號(hào)波形監(jiān)視插座2、功率輸出B輸出插座3、外部信號(hào)輸入插座4、內(nèi)部/外部信號(hào)源選擇開關(guān)5、功率波形監(jiān)視插座6、功率輸出A/功率輸出B選擇開關(guān)7、交流電源開關(guān)8、220V交流電源輸入插座9、通道2前置器－24V電源10、通道2電壓輸出插座11、通道1電壓輸出插座12、通道1前置器－24V電源13、通道2電渦流傳感器輸入插座14、通道1電渦流傳感器輸入插座（2）、INV306DF－5120信號(hào)采集處理分析儀信號(hào)采集處理分析儀面板1、電源指示燈2、信號(hào)輸入插座3、電源開關(guān)4、打印機(jī)接口5、計(jì)算機(jī)接口（信號(hào)輸出）6、接地7、直流12V電源接口8、交直流電源選擇開關(guān)9、交流220V電源接口注意：分析儀采用交流220V電源供電，所以在打開電源開關(guān)3之前，務(wù)必先確認(rèn)交直流電源選擇開關(guān)8已撥至“交流”，否則打開電源后將燒毀分析儀。確認(rèn)開關(guān)8撥至“交流”后打開電源3，此后切勿撥動(dòng)開關(guān)8，否則也會(huì)燒毀分析儀。四、實(shí)驗(yàn)原理由簡諧振動(dòng)方程：簡諧振動(dòng)信號(hào)基本參數(shù)包括：頻率、幅值和初相位，幅值的測定主要有三個(gè)物理量，位移、速度、加速度，可采用相應(yīng)的傳感器來測量，也可通過積分和微分來測量，它們之間的關(guān)系如下：根據(jù)簡諧振動(dòng)方程，設(shè)振動(dòng)位移、速度、加速度分別為x、v、a，其幅值分別為x0、v0、a0:式中：——振動(dòng)角頻率——初相位所以可以看出位移、速度和加速度幅值大小的關(guān)系是：，，公式（1）振動(dòng)信號(hào)的幅值可根據(jù)位移、速度、加速度的關(guān)系，用位移傳感器或速度傳感器、加速度傳感器進(jìn)行測量，還可以采用具有微積分功能的放大器進(jìn)行測量。在進(jìn)行測量時(shí)，傳感器通過換能器把加速度、速度、位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過放大器放大，然后通過數(shù)據(jù)采集處理分析儀進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，采集到的數(shù)字信號(hào)為電壓變化量，通過軟件在計(jì)算機(jī)上顯示出來，這時(shí)讀取的數(shù)值為電壓值，通過標(biāo)定值進(jìn)行換算，就可以算出振動(dòng)量的大小。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、將接觸式激振器固定在支架基座上，并保證激振器頂桿對簡支梁有一定的預(yù)壓力（不要超過頂桿上的紅線標(biāo)志），將激振器接口連接在振教儀背面功率輸出B輸出插座。把加速度傳感器放置在簡支梁的中部，輸出信號(hào)接到振教儀前面板（編號(hào)14）通道1加速度傳感器輸入接口，將（編號(hào)1）功能選擇開關(guān)撥至“加速度計(jì)”的“a加速度”檔。2、打開振教儀電源開關(guān)（編號(hào)7），再打開信號(hào)采集處理分析儀前面板上電源開關(guān)（編號(hào)3）預(yù)熱20分鐘。3、然后將振教儀測量/靈敏度調(diào)節(jié)選擇開關(guān)（編號(hào)12）撥到靈敏度適調(diào)，用螺絲刀轉(zhuǎn)動(dòng)靈敏度調(diào)節(jié)電位器（編號(hào)13）輸入傳感器靈敏度值。例如加速度傳感器的靈敏度為4.86PC/ms-2，那么就轉(zhuǎn)動(dòng)靈敏度調(diào)節(jié)電位器把顯示器（編號(hào)2）中的數(shù)字調(diào)節(jié)為48.6。調(diào)節(jié)完畢后把選擇開關(guān)撥回到“測量”。4、打開電腦點(diǎn)擊桌面上CoinvDasp2005工程版軟件快捷圖標(biāo)進(jìn)入軟件主界面，點(diǎn)擊工具欄上“示波采樣”按鈕打開“信號(hào)示波和采樣窗口”。在信號(hào)示波和采樣窗口左側(cè)選中“波形”和“工程單位”選項(xiàng)。5、點(diǎn)擊窗口上部“設(shè)置”按鈕打開DASP采樣參數(shù)設(shè)置窗口。輸入標(biāo)定值，設(shè)定工程單位，采樣頻率，程控倍數(shù)。6、將振教儀背面板上的功率輸出A/功率輸出B選擇開關(guān)（編號(hào)6）撥至B，然后調(diào)節(jié)前面板上輸出頻率調(diào)節(jié)電位器（編號(hào)22、23）調(diào)節(jié)激振器的頻率為40Hz左右（觀察顯示器9）使梁產(chǎn)生共振。7、點(diǎn)擊窗口上部“示波”按鈕顯示振動(dòng)波形，調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)置取得適合波形。8、在“自定義顯示內(nèi)容”里選擇顯示“最大值”。9、在波形顯示窗口上部讀取最大值。10、改變檔位至、檔進(jìn)行測試記錄。11、更換速度和電渦流傳感器分別測量、、。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告需寫出以下內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)日期、指導(dǎo)教師、同組實(shí)驗(yàn)人員；實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；?shí)驗(yàn)裝置簡圖；主要儀器名稱及型號(hào)；實(shí)驗(yàn)步驟；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表。實(shí)驗(yàn)所測數(shù)據(jù)中，測得的加速度值為峰值，速度值為有效值，位移值為峰峰值。所以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要按照公式2處理后填入實(shí)驗(yàn)表格。峰值＝·有效值＝峰峰值／2公式2②振動(dòng)角頻率計(jì)算公式：。由渦流傳感器測得的位移值，根據(jù)指導(dǎo)書中的公式1計(jì)算速度及加速度值。由加速度傳感器測得的加