振动测试系统.doc

构建一振动测试系统方案： 选用合理的试验方法，对某机床进行频率响应试验； 对机床某部位振动的振幅和频率实现在线监测。参考答案： 依据题意所给内容，此测试系统应该是一个动态，接触式测量系统；依据采集的信号在测量系统中的传递情况可知不需要反馈通道，故测量系统的类型可以选择为开环测量系统。 据以上初步分析，构建的振动测试系统结构如下：被测对象传感器数据传输环节信号调理数据采集卡信号分析处理数据显示环节读取存储测量结果各部分分析如下：被测对象： 出于构建系统的目的获取振动引起的振幅和频率的数据，以普通机床为例可以选择其振动较为明显的部位，如主轴箱，溜板箱，挂轮箱等，安装方式采用磁钢吸附（方便，牢固，温度稳定性佳，可靠），注意安装位置及其选择，处理，方法等。传感器： （作用为感受被测量的大小并输出与之对应的可用信号）选择压电式加速度传感器（固有频率 75500kHz，机床一般是23 kHz；传感器的输出电荷语作用力成正比，即与被测对象的加速度成正比：Q=dmad为压电系数，m为质量块的质量，a为加速度）； 测量范围 ：0.001800MPa灵敏度 ： 0.21000PC/MPa, 工作温度： -196+200。数据传输环节： 实现数据传输主要为电缆传输。当测试系统的多个功能环节相对独立时，就需要数据传输环节将数据从一个环节传输到另一个环节。信号调理： 将传感器输出的电荷通过电荷放大器（原因在于输出电压仅与传感器的电荷量及反馈电容有关，无需考虑电缆的电容，方便远距离测试）转换成采集设备能够识别的模拟信号。数据采集卡： 实现数据采集功能的计算机扩展卡，将信号调理后的模拟信号变成数字信号通过各种接口接触显示设备（此处为计算机）。信号分析处理： 利用数字信号处理器对其进行数字信号处理（此处为变换域分析频域变换）。数据显示结果： 借助于各种电脑软件（如LabVIEW）将数据采集系统获取的数据以振幅和频率的形式显示出来，以便完成监视，控制或分析等的后续目的；读取存储测量结果：除读取当时测量的频率，还可以获取之前频率数值，实现在线监测。 依据以上叙述，先建立振动测试系统结构图如下：机床某个被测部位压电式加速度传感器电缆传输电荷放大器数据采集卡信号分析处理计算机（兼有储存功能，配有外部电源）0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000参考答案： 此测试系统应该是一个动态，接触式测量系统；依据采集的信号在测量系统中的传递情况可知系统不需要反馈通道，故选择为开环测量系统。 据以上初步分析，构建的振动测试系统结构如下：被测对象传感器调理电路数据采集计算机各部分分析如下：被测对象： 出于构建系统的目的获取振动引起的振幅和频率的数据，以普通机床为例可以选择其振动较为明显的部位主轴箱（此时机床为启动运行状态）。传感器： （作用为感受被测量的大小并输出与之对应的可用信号）选择压电式加速度传感器（其固有频率 75500kHz，机床一般是23 kHz；传感器的输出电荷语作用力成正比，即与被测对象的加速度成正比：Q=dmad为压电系数，m为质量块的质量，a为加速度）； 测量范围 ：0.001800MPa灵敏度 ： 0.21000PC/MPa, 工作温度： -196+200。安装方式采用磁钢吸附（方便，牢固，温度稳定性佳，可靠），选择平整光洁且安装面积大于传感器安装底面。调理电路： 将传感器输出的电荷通过选择电荷放大器（原因在于输出电压仅与传感器的电荷量及反馈电容有关，无需考虑电缆的电容，方便远距离测试），对传感器输出的电压模拟信号进行放大，滤波。数据采集（卡）： 将模拟信号进行A/D转换为数字信号，并实现数据采集功能的计算机扩展卡，将信号调理后的模拟信号变成数字信号通过各种接口接触显示设备（此处为计算机）。信号分析处理： 利用数字信号处理器对其进行数字信号处理（此处为变换域分析频域变换）。数据显示结果： 借助于各种电脑软件（如LabVIEW）将数据采集系统获取的数据以振幅和频率的形式显示出来，以便完成监视，控制或分析等的后续目的；读取存储测量结果：除读取当时测量的频率，还可以获取之前频率数值，实现在线监测。 计算机： 利用电脑软件对数字信号进行分析处理，并显示出以幅值为纵坐标，以频 率为横坐标的二维曲线。依据以上叙述，先建立振动测试系统结构图如下：机床某个被测部位压电式加速度传感器电缆传输电荷放大器数据采集卡信号分析处理计算机（兼有储存功能，配有外部电源）0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 参考答案： 此测试系统应该是一个动态，接触式测量系统；依据采集的信号在测量系统中的传递情况可知系统不需要反馈通道，故选择为开环测量系统。 据以上初步分析，构建的振动测试系统结构如下：被测对象压电式加速度传感器调理电路数据采集（A/D转换）计算机普通机床各部分分析如下：被测对象： 出于构建系统的目的获取振动引起的振幅和频率的数据，以普通机床为例可以选择其振动较为明显的部位主轴箱（此时机床为启动运行状态）。传感器： 选择压电式加速度传感器（其固有频率 75500kHz，机床一般是23 kHz；传感器的输出电荷与作用力成正比，即与被测对象的加速度成正比：Q=dmad为压电系数，m为质量块的质量，a为加速度）；工作温度：-196+200。安装方式采用磁钢吸附（方便，牢固，温度稳定性佳，可靠），选择平整光洁且安装面积大于传感器安装底面。调理电路： 选择电荷放大器（原因在于输出电压仅与传感器的电荷量及反馈电容有关，无需考虑电缆的电容，方便远距离测试），对传感器输出的电压模拟信号进行放大，滤波。数据采集（卡）： 将模拟信号进行A/D转换为数字信号，便于计算