回轉(zhuǎn)機構(gòu)振動測量及譜分析

部分學(xué)生的設(shè)計性實驗小論文PAGE PAGE 11 AP0308123 林謙?；剞D(zhuǎn)機構(gòu)振動測量及譜分析實驗?zāi)康?1)掌握壓電加速度傳感器的性能與使用方法，2)了解并掌握機械振動信號測量的基本方法，3)掌握測試信號的頻率域分析方法，4)了解虛擬儀器的使用方法,5) 掌握快速傅里葉變換（FFT）的參數(shù)選擇，6）掌握數(shù)據(jù)采集的正確使用方法，7）了解回轉(zhuǎn)機構(gòu)的頻譜特點。實驗內(nèi)容測試振動實驗臺的加速度，用虛擬儀器LabVIEW分析振動實驗臺的振動 頻率特性，正確選擇實驗過程中的各種參數(shù)。三、實驗原理 回轉(zhuǎn)機械，由于回轉(zhuǎn)件的不平衡、負載的不均勻、結(jié)構(gòu)剛度的各向異性、間隙、潤滑不良、支撐松動等因素，總是伴隨著各種振動。 振動測試包括兩種方式：一是測量機械或結(jié)構(gòu)在工作狀態(tài)下的振動，如振動位移、速度、加速度、頻率和相位等，了解被測對象的振動狀態(tài)，評定等級和尋找振源，對設(shè)備進行監(jiān)測、分析、診斷和預(yù)測。二是對機械設(shè)備或結(jié)構(gòu)施加某種激勵，測量其受迫振動，以便求得被測對象的振動力學(xué)參量或動態(tài)性能，如固有頻率、阻尼、剛度、頻率響應(yīng)和模態(tài)等。 振動的幅值、頻率和相位是振動的三個基本參數(shù)，稱為振動三要素。 幅值：幅值是振動強度的標志，它可以用峰值、有效值、平均值等方法來表示。本實驗振動實驗臺簡化如圖所示：?? ? （1） 振動實驗臺簡圖 （2） 彈簧質(zhì)量系統(tǒng) 由于偏心質(zhì)量，實驗臺受到一周期離心力的作用，大小為 ，實驗測的是y方向的振動，y方向的分力為 。由上可知，該力與電動機轉(zhuǎn)速有關(guān)。該力相當(dāng)于作用在如圖（2） 所示的彈簧質(zhì)量系統(tǒng)上，該系統(tǒng)的微分方程為?？芍瑴y出實驗臺的振動加速度 信號，通過信號分析就可以確定 的各參數(shù)。如頻率大小，進而可以確定電機的、即轉(zhuǎn)速。對于 的一階系統(tǒng)，根據(jù)頻率不變性。輸出信號的頻率與輸入力的頻率相等。雖然輸出信號有各種頻率成分（如噪聲，實驗臺不是單自由振動系統(tǒng)，有各種振動信號等），但占主導(dǎo)地位的是質(zhì)量不平衡所引起的周期轉(zhuǎn)動信號，該周期信號的振動最強烈，通過對加速度信號的頻域分析，最大峰值所對應(yīng)的頻率就是該信號的頻率。四、實驗儀器和設(shè)備? ?1. 計算機 1臺?? 2. LabVIEW 虛擬儀器平臺 1套? ?3. 數(shù)據(jù)采集卡 1張? ?4．接線板 1張 ??5. 加速度傳感器 1個? ?6．信號調(diào)理設(shè)備 1臺? ?7. 振動、轉(zhuǎn)速、噪聲實驗臺 1臺? ?8．開關(guān)電源 1臺 五、傳感器的選擇 該實驗測的是振動加速度，選擇壓電式加速度傳感器，型號是（LC0152T內(nèi)裝IC壓電加速度傳感器），其使用頻率范圍為0.2到2000Hz。由于實驗臺的轉(zhuǎn)動信號的頻率范圍大約為5~200Hz。（該值為了實驗儀器的安全，根據(jù)實際情況而定的），所以該儀器適用，其靈敏度k=100mV/g . 該傳感器的主要參數(shù)如下： 型號：LC0152T?? ?靈敏度（mV/g）：100?? 量程（g）：50??? 頻率范圍（Hz（±10%））：0.2-10000? ??安裝諧振點（kHz）：30??? 分辨率（g）：0.0002??? 質(zhì)量（gm）：17?? ?安裝螺紋（mm）：M5? ??用途：通用測振該傳感器的突出特點如下：(1) 低阻抗輸出，抗干擾，噪聲小;(2) 性能價格比高，安裝方便，尤其適于多點測量;(3) 穩(wěn)定可靠、抗潮濕、抗粉塵、抗有害氣體.六、實驗步驟??1）振動測量實驗結(jié)構(gòu)如圖 1 所示，將加速度傳感器用M5螺紋安裝在振動實驗臺上，然后將其輸出端和信號調(diào)理設(shè)備的輸入端相連，信號調(diào)理器的輸出端通過一根帶五芯的航空插頭的電纜和接線板連接。并且，將接線板通過插線與計算機上的數(shù)據(jù)采集卡（ A ／ D 卡）相連接。??2）打開計算機，啟動計算機上的“振動測試及譜分析 .vi ”。3）在振動實驗臺的電機轉(zhuǎn)子上添加試重，啟動電機，調(diào)整到一個穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速。??4）根椐接線板選擇信號輸入的通道號，并且選擇適當(dāng)?shù)牟蓸宇l率和采樣點數(shù)以及硬件增益。點擊 LabVIEW 上的運行按鈕（ Run ）觀察振動信號的波形

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