传感器测试基础第七章 振动测试
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实验一 简谐振动幅值测量一、实验目的1.了解振动信号位移、速度、加速度之间的关系。
2.学会用各种传感器测量简谐振动的位移、速度、加速度幅值。
二、实验装置框图简谐振动的位移、速度、加速度幅值测量试验的实验装置与仪器框图见图1-1。
图1-1 实验装置框图三、实验原理在振动测量中,有时往往不需要测量振动信号的时间历程曲线,而只需要测量振动信号的幅值。
振动信号的幅值可根据位移、速度、加速度的关系,用位移传感器或速度传感器、加速度传感器来测量。
设振动位移、速度、加速度分别为x 、v 、a ,其幅值分别为X 、V 、A :x = Bsin (ωt -ψ) (1)v =dtdy =ωBcos (ωt -ψ) (2) )sin(222ψ--==wt B w dtyd a (3)式中:B 一一位移振幅 ω—振动角频率 ψ—初相位X=B (4) V=ωB=2πfB (5)A=ω2B=(2πf)2B (6)振动信号的幅值可根据式(6)中位移、速度、加速度的关系,分别用位移传感器、速度传感器或加速度传感器来测量。
也可利用动态分析仪中的微分、积分功能来测量。
四、实验方法1、安装激振器把激振器安装在支架上,将激振器和支架固定在实验台基座上,并保证激振器顶杆对简支梁有一定的预压力(不要超过激振杆上的标识),用专用连接线连接激振器和DH1301扫频信号源输出接口。
2、连接仪器和传感器把加速度传感器安装在简支梁的中部,输出信号接到电荷放大器的输入端,并将电荷放大器的输出接到数采分析仪的1通道。
3、仪器参数设置打开数采仪器的电源开关,开机进入DAS2003数采分析软件的主界面,设置采样率(2kHz)、量程范围,输入加速度传感器的灵敏度。
打开一个窗口,分别显示三个通道的信号。
4、采集并显示数据调节扫频信号源的输出频率,使梁产生振动。
分别调整电荷放大器为加速度、速度、位移状态,同时在窗口中读取当前振动的最大值(位移、速度、加速度)。
5、计算数据与实验数据比较按公式计算位移、速度或加速度值,并与实验数据比较。
振动传感器性能测试及振动测试系统建模与性能分析实验一、 实验目的1. 了解各类型振动传感器的工作原理、掌握压阻式加速度传感器的动态校准过程。
2. 掌握正弦、随机振动控制的基本过程,能够根据实际情况合理设计校准过程中的参考谱。
3. 掌握振动传感器的动态校准方法并能计算出振动传感器的各项动态特性指标。
4. 了解振动测试系统的组成,掌握振动测试系统的建模方法5. 对于测试后未达到设计指标的系统,应当能够设计出动态补偿滤波器以补偿系统的动态特性。
二、实验系统组成振动测试系统由两部分组成,一部分是振动控制系统,另外一部分就是远程数据采集、处理系统。
实验系统中,振动控制系统的振动台按照预先设定的参考谱进行振动。
标准传感器和被校传感器感受相同的振动,经过相应的变送器或放大器输出的电压信号送入数据采集系统,实验工作站(包括实验者开发的数据处理软件)通过网络中的服务器获得所采集的数字信号,进行后续的动态校准、建模与性能分析工作,如图1所示。
● ● ● ● ●●实验工作站(数据处理软件)图1 振动测试系统动态校准、建模与性能分析三、实验系统工作原理1、振动控制系统工作原理振动控制系统中的振动台产生动态校准、动态测试所需的标准振动信号。
振动控制系统由振动控制仪、功率放大器、振动台和反馈传感器构成,目的是使振动台按照预先设定的参考谱进行振动。
振动控制仪安装在工控机中,振动控制信号从工控机发出,经过功率放大器对控制信号进行放大,驱动振动台振动。
而振动台的振动情况由安装在台面中心的反馈传感器获取,经过电荷放大器传送至工控机中的振动控制仪,从而形成闭环控制使振动台能够按照设定参考谱进行振动。
在振动台的夹具台面上采用背靠背方式安装标准传感器与被校传感器,这样保证了它们感受的是相同的振动信号,通过采集两个传感器的输出并将其送入实验工作站,参与实验的人员就可以在远程计算机上进行振动传感器的校准、建模及性能分析了。
2 数据采集系统工作原理数据采集系统配有NI公司的数字化仪(PXI-5122),可以实现双通道信号的同步采样。
测试习题集-第七章振动测试第七章振动测试一、填空题1 振弦式传感器是以作为敏感元件,其与其的大小,因而弦的能表征的大小。
2 振弦式传感器中,将待测力作用在,改变弦的大小,因而弦的变化能表征的大小。
3 振弦式传感器主要由、、、、等组成。
4 振弦式传感器中,待测力通过改变弦的张紧力。
激励器供给弦使弦。
拾振器将弦的转换成的电信号输出。
振弦把的变化转换成的变化。
5 振弦式传感器中,激励振弦自由振动的方式有和两种。
6 振弦式传感器的间歇激励中,只有和,既作为,又作为。
7 采用电流法连续激励的振弦式传感器中,传感器与组成振荡器。
作为振荡器的正反馈网络。
8 采用电磁法连续激励的振弦式传感器中有两套线圈和永久磁铁,一个作,一个作。
9 振筒式压力传感器结构上主要有、、、。
10 振筒压力传感器中,激励线圈和拾振线圈通过耦合,与和反馈网络组成一个以为谐振频率的系统。
11 振筒式压力传感器中,若让它的振动频率越高,器振也越。
因而,通常振筒总是在它下振动。
12 振筒式传感器中振筒振动起来后,由于振筒是磁路中的一部分,它的振动改变了磁路中的大小,引起的变化,在拾振线圈中产生。
13 振筒式压力传感器中,在振筒材料、尺寸一定情况下,只与振筒刚度有关,而这时的刚度只与筒壁有关。
故与成单值函数关系,这时测量的变化,即可确定筒内的。
14 振筒式传感器中的振筒换成,激励器和拾振器放在,就成为振管式传感器,用于测量。
当振管振动时,随之振动,当发生变化时,系统发生变化,即可确定。
15 普通振膜式传感器是由、、、组成,其中的、拾振器和,再加上组成振荡系统。
16 振膜式传感器中,压力膜片受力,使压力膜片支架上固定着的支撑支架张角改变,振膜发生变化,因而振膜的发生变化。
17 将普通振膜式传感器中的取消,用代替和,并直接固定在上,就成为压电陶瓷振膜式传感器。
二、判断题1 的惯性拾振器,其幅频特性曲线会出现“共振峰”。
2 用接触式拾振器测振时,须考虑拾振器质量对被测件运动加速度和固有频率的影响。
MEMS(微电子机械系统)振动传感器的测试标准主要包括以下几个方面:
灵敏度测试:通过施加固定幅度的振动,测量MEMS振动传感器的输出电压的变化,以评估其灵敏度。
频率响应测试:施加不同频率的振动信号,检测传感器输出的幅值与频率之间的关系,以确定其频率响应范围。
线性度测试:根据MEMS振动传感器的输入信号与输出信号之间的线性关系,评估其线性度。
温度特性测试:将传感器置于不同温度环境下,评估传感器输出信号与温度之间的关系,以确定其温度稳定性。
可靠性测试:对MEMS振动传感器进行长时间的工作测试,以评估其在长时间工作下的稳定性和可靠性。
环境适应性测试:对MEMS振动传感器进行各种环境下的测试,以评估其在不同环境下的性能表现。
以上是MEMS振动传感器的一些常见测试标准,具体标准可能会因应用场景和需求而有所不同。
在实际应用中,需要根据具体要求制定相应的测试标准,以确保MEMS振动传感器的性能和可靠性。