振动测量及频谱分析.ppt

2020/5/19,1,第六章：第四节振动测量及频谱分析,一、振动的基本概念,振动可分为机械振动、土木结构振动、运输工具振动、武器、爆炸引起的冲击振动等。从振动的频率范围来分，有高频振动、低频振动和超低频振动等。从振动信号的统计特征来看，可将振动分为周期振动、非周期振动以及随机振动等。,2020/5/19,2,地震的巨大威力,2020/5/19,3,地震波形,2020/5/19,4,二、测振传感器分类,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、光电式等。下面介绍压电式测振传感器及其应用。,2020/5/19,5,三、压电式振动加速度传感器的结构及外形,横向振动测振器,纵向振动测振器,2020/5/19,6,四、压电振动加速度传感器的性能指标（以某小型“内装IC的压电加速度传感器”为例）,技术指标：灵敏度：500mV/g量程：10g频率范围：4-4000Hz安装谐振点:15kHz分辨力：0.00004g重量：40g安装螺纹：M5mm线性：1%,2020/5/19,7,五、压电加速度传感器的安装及使用,a)双头螺丝固定b)磁铁吸附c)胶水粘结d)手持探针式1压电式加速度传感器2双头螺栓3磁钢4粘接剂5顶针,2020/5/19,8,六、压电振动加速度传感器在汽车中的应用,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而不发生爆震，但又能使发动机输出尽可能大的扭矩。,2020/5/19,9,爆震波形,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，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、变形，可用压电传感器检测并控制之。,2020/5/19,10,爆震测量,2020/5/19,11,七、振动的频谱分析及仪器,时域图形,测量时域图形用的是示波器，测量频域图形用频谱仪.,2020/5/19,12,频谱仪,频域图形（频谱图）,频谱图或频域图：它的横坐标为频率f，纵坐标可以是加速度，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。,2020/5/19,13,频谱仪外形（续）,频域图（频谱图）,（参考深圳安泰信电子有限公司资料）,2020/5/19,14,频域图形,对应于时域波形（失真的正弦波）的谱线图,2020/5/19,15,振动时域/频域图形（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,2020/5/19,16,振动时域/频域图形（续）（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,2020/5/19,17,基波与三次谐波的频谱,2020/5/19,18,基波与3次谐波合成的波形,2020/5/19,19,方波可分解成同频基波及3、5、7奇次谐波,2020/5/19,20,依靠频谱分析法进行故障诊断,减速箱故障分析,a）时域波形b）频域波形,2020/5/19,21,爆破振动记录仪,打印机,2020/5/19,22,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。,海啸预警系统,2020/5/19,2