振动测量及频谱分析.ppt

第六章：第四节第六章：第四节 振动测量及频谱分析振动测量及频谱分析 一、振动的基本概念一、振动的基本概念 振振动动可可分分为为机机械械振振动动、土土木木结结构构振振动动、运运输输工具振动、武器、爆炸引起的冲击振动等。工具振动、武器、爆炸引起的冲击振动等。从从振振动动的的频频率率范范围围来来分分，有有高高频频振振动动、低低频频振动和超低频振动等。振动和超低频振动等。从振动信号的统计特征来看，可将振动分为从振动信号的统计特征来看，可将振动分为周期振动、非周期振动以及随机振动等。周期振动、非周期振动以及随机振动等。12/11/20221地震的巨大威力地震的巨大威力 12/11/20222地震波形地震波形12/11/20223二、测振传感器分类二、测振传感器分类 测振用的传感器又称拾振器，它有测振用的传感器又称拾振器，它有接触式和非接触式之分。接触式中有磁接触式和非接触式之分。接触式中有磁电式、电感式、压电式等；非接触式中电式、电感式、压电式等；非接触式中又有电涡流式、电容式、霍尔式、光电又有电涡流式、电容式、霍尔式、光电式等。下面介绍压电式测振传感器及其式等。下面介绍压电式测振传感器及其应用。应用。12/11/20224三、压电式振动加速度传感器的三、压电式振动加速度传感器的 结构及外形结构及外形 横向振动横向振动测振器测振器纵向振动纵向振动测振器测振器12/11/20225四、压电振动加速度传感器的性能指标四、压电振动加速度传感器的性能指标（以某小型（以某小型“内装内装ICIC的压电加速度传感器的压电加速度传感器”为例）为例）技术指标：技术指标：灵敏度：灵敏度：500mV/g 量程：量程：10g 频率范围：频率范围：4-4000Hz安装谐振点安装谐振点:15kHz 分辨力：分辨力：0.00004g 重量：重量：40g 安装螺纹：安装螺纹：M5 mm 线性：线性：1%12/11/20226五、压电加速度传感器的安装及使用五、压电加速度传感器的安装及使用 a)双头螺丝固定双头螺丝固定 b)磁铁吸附磁铁吸附 c)胶水粘结胶水粘结 d)手持探针式手持探针式 1压电式加速度传感器压电式加速度传感器 2双头螺栓双头螺栓 3磁钢磁钢 4粘接剂粘接剂 5顶针顶针 12/11/20227六、压电振动加速度传感器六、压电振动加速度传感器在汽车中的应用在汽车中的应用 加速度传感器可以用于判断汽车的碰撞，从加速度传感器可以用于判断汽车的碰撞，从而使安全气囊迅速充气，从而挽救生命；还可安而使安全气囊迅速充气，从而挽救生命；还可安装在气缸的侧壁上，尽量使点火时刻接近爆震区装在气缸的侧壁上，尽量使点火时刻接近爆震区而不发生爆震，但又能使发动机输出尽可能大的而不发生爆震，但又能使发动机输出尽可能大的扭矩。扭矩。12/11/20228爆震波形爆震波形 汽车发动机中的气缸点火时刻汽车发动机中的气缸点火时刻必须十分精确。如果恰当地将点火必须十分精确。如果恰当地将点火时间提前一些，即有一个提前角，时间提前一些，即有一个提前角，就可使汽缸中汽油与空气的混合气就可使汽缸中汽油与空气的混合气体得到充分燃烧，使扭矩增大，排体得到充分燃烧，使扭矩增大，排污减少。但提前角太大时，混合气污减少。但提前角太大时，混合气体产生自燃，就会产生冲击波，发体产生自燃，就会产生冲击波，发出尖锐的金属敲击声，称为爆震，出尖锐的金属敲击声，称为爆震，可能使火花塞、活塞环熔化损坏，可能使火花塞、活塞环熔化损坏，使缸盖、连杆、曲轴等部件过载、使缸盖、连杆、曲轴等部件过载、变形，可用压电传感器检测并控制变形，可用压电传感器检测并控制之。之。12/11/20229爆震测量爆震测量12/11/202210七、振动的频谱分析及仪器七、振动的频谱分析及仪器 时域图形时域图形 测量时域图形用的是示波器，测量频域测量时域图形用的是示波器，测量频域图形用频谱仪图形用频谱仪.12/11/202211频谱仪频谱仪 频域图形频域图形 （频谱图）（频谱图）频谱图或频域图：它的横坐标为频率频谱图或频域图：它的横坐标为频率f，纵坐标，纵坐标可以是加速度，也可以是振幅或功率等。它反映了在可以是加速度，也可以是振幅或功率等。它反映了在频率范围之内，对应于每一个频率分量的幅值。频率范围之内，对应于每一个频率分量的幅值。12/11/202212频谱仪外形（续）频谱仪外形（续）频域图频域图 （频谱图）（频谱图）（参考深圳安泰信电子有限公司资料）（参考深圳安泰信电子有限公司资料）12/11/202213频域图形频域图形 对应于对应于时域波形时域波形（失真的（失真的正弦波）正弦波）的谱线图的谱线图 12/11/202214振动时域振动时域/频域图形频域图形（参考东方振动和噪声技术研究所资料）（参考东方振动和噪声技术研究所资料）不同频率的正弦波频谱变化不同频率的正弦波频谱变化12/11/202215振动时域振动时域/频域图形（续）频域图形（续）（参考东方振动和噪声技术研究所资料）（参考东方振动和噪声技术研究所资料）包含高次谐波的频谱包含高次谐波的频谱12/11/202216基波与三次谐波的频谱基波与三次谐波的频谱12/11/202217基波与基波与3次谐次谐波合成波合成的波形的波形12/11/202218方波可分方波可分解成同频解成同频基波及基波及3、5、7奇次奇次谐波谐波12/11/202219依靠频谱分析法依靠频谱分析法进行故障诊断进行故障诊断 减速箱故障分析减速箱故障分析 a）时域波形）时域波形 b）频域波形）频域波形12/11/202220爆破振动记录仪爆破振动记录仪打印机打印机12/11/202221 地震是引发海啸的主要原因之一。地震中断层移地震是引发海啸的主要原因之一。地震中断层移动导致断层间产生空洞，当海水填充这个空洞时产生动导致断层间产生空洞，当海水填充这个空洞时产生巨大的海水波动。这种海水波动从深海传至浅海时，巨大的海水波动。这种海水波动从深海传至浅海时，海浪陡然升到十几米高，并以每秒数百米的速度传播。海浪陡然升到十几米高，并以每秒数百米的速度传播。海浪冲到岸上后，将造成重大破坏。海浪冲到岸上后，将造成重大破坏。海啸预警系统通过海底的振动压力传感器记录海海啸预警系统通过海底的振动压力传感器记录海浪变化的数据，并传送到信息浮标，由信息浮标发送浪变化的数据，并传送到信息浮标，由信息浮标发送到气象卫星，再从气象卫星传送到卫星地面站。到气象卫星，再从气象卫星传送到卫星地面站。海啸预警系统海啸预警系统12/11/202222气象接收及气象接收及发射天线发射天线振动压力振动压力传感器传感器6000m海底海底浮标浮标深海地沟深海地沟12/11/202223本章作业本章作业p108：2、3、512/11/202224休息一下休息一下12/11/202225