离散系统与连续时间系统的根本差别是：离散系统（图3）有采样开

1、PAGE PAGE 9离散系统与连续时间系统的根本差别是：离散系统（图3）有采样开关存在，而连续系统则无。连续信号经过采样开关变成离散信号（图4），采样开关起这理想脉冲发生器的作用，通过它将连续信号调制成脉冲序列。图3 离离散系统统方块图图图4 离散散型时间间函数图5 信号频谱图调制之后的信号中，包含与脉冲频率相关的高频频谱（图5），相邻两频谱不相重叠的条件是：其中： 采样开开关的采采样频率率连连续信号号频谱中中的最高高频率这就是采采样定理理，通常常选择采采样频率率时取四四倍连续续信号的的最大频频率。实实验中，信号源源产生频频率可调调的周期期性信号号，计算算机通过过A/DD板将信信号采集集入内

2、存存，通过过软件示示波器显显示出来来，调整整采样频频率，可可以得到到不同的的采样结结果，以以波形图图直观显显示出来来。由此此，可考考察波形形失真程程度。三、实验验使用的的仪器设设备及实实验装置置装有LaabVIIEW软软件和PPCI-12000数据据采集卡卡的计算算机一台台频率计或或信号发发生器一一台外接端子子板、数数据采集集板、计计算机、组态软软件基于LaabVIIEW的的信号测测试系统统主要包包括信号号发生器器、DAAQ数据据采集卡卡和计算算机软件件三部分分组成。A/DD数据采采集采用用NI公公司PCCMCIIA接口口的PCCI-112000型多功功能数据据采集卡卡；L abVVIEWW

3、7.1软件件。将PCII-12200数数据采集集卡插到到计算机机主板上上的一个个空闲的的PCII插槽中中，接好好各种附附件，其其驱动程程序就是是NI-DAQQ。附件件包括一一条500芯的数数据线，一个型型号为CCB-550LPP的转接接板，转转接板直直接与外外部信号号连接。图7 DDAQ设设备与DDAQ节节点以及及VI的的层次关关系图图6 CCB-550LPP转接板板的引脚脚定义图图图8 采样定定理验证证实验构构成图四、具体体实验步步骤（一）通通过LaabVIIEW进进行模拟拟信号的的数据采采集1. 安安装数据据采集卡卡，根据据数据采采集卡接接线指示示（图66）连接接线路，并检查查测试。2.

4、熟熟悉LaabVIIEW软软件中与与数据采采集相关关的控件件与设置置项。3. 编编制DAAQ程序序，并调调试数据据采集组组态。4. 应应用该组组态软件件进行波波形数据据采集并并存储，信号种种类设置置为正弦弦波，分分别设置置信号发发生器频频率为550，1100HHz，观观察并记记录波形形变化。5. 设设置信号号种类为为方波或或锯齿波波，重复复上述实实验。（二）采采样定理理验证实实验1. 按按图8连连接线路路，并检检查测试试。2. 熟熟悉 GGeniiDAQQ软件中中与数据据采集相相关的控控件与设设置项。3. 编编制、调调试数据据采集组组态。4. 应应用该组组态软件件进行波波形数据据采集并并存储，

5、信号种种类设置置为正弦弦波，分分别设置置信号发发生器频频率为550，1100HHz，采采集频率率设置为为50、1000、1550、2200、3000、5000Hzz，观察察并记录录波形变变化，体体验采样样定理的的正确性性。五、实验验准备及及预习要要求1认真真阅读实实验指导导书，在在老师答答疑和同同学讨论论的基础础上，完完成实验验准备任任务：1).了了解数据据采集及及其硬件件（A/D变换换器和数数据采集集卡）选选择的基基本知识识；2).熟熟悉G语语言编程程环境和和虚拟仪仪器的含含义；理解采样样定理的的意义；实验前可可以参考考的书籍籍：现现代测试试技术与与数据处处理、LaabVIIEW77.1测测

6、试技术术与仪器器应用等。六、实验验报告内内容及格格式1实验验目的2实验验内容3实验验装置4实验验原理（测试实实验系统统图）5实验验步骤6实验验结果与与分析（包括实实验数据据、处理理图形、主要关关系式和和有关程程序）7思考考题解析析七、开课课教师及及联系方方式开课教师师：刘艳艳明 伍伍耐明 联系方式式：82231774266“振动测测量和轴轴系动平平衡实验验” 教学学实验指指导书教学实验验编号：04117011-3（可不填填）教学实验验名称：振动测测量和轴轴系动平平衡实验验 （中中文）Osciillaatioon MMeassureemennt aand Shaaftiing Ineertiia

7、 BBalaancee （英英文）学分/学学时：11学分/16学学时适用专业业：发动动机、工工程热物物理、宇宇航、气气动、汽汽车专业业先修课程程和环节节：了解解振动测测量的基基本原理理；振动动传感器器（位移移，速度度，加速速度）的的工作原原理；振振动信号号的描述述；机械械振动基基本参量量的常用用测量方方法。一、实验验目的1、掌握握刚性转转子现场场动平衡衡的基本本作业；2、掌握握有关测测量仪器器的使用用；3、通过过实验了了解动静静法的工工程应用用。二、实验验内容及及基本原原理实验内容容即是对对一多圆圆盘刚性性转子用用两平面面影响系系数法进进行动平平衡。工作转速速低于最最低阶段段临界转转速的转转子

8、称为为刚性转转子，反反之称为为柔性转转子。本本实验采采取一种种刚性转转子动平平衡常用用的方法法两平平面影响响系数法法。该方方法无需需专用平平衡机，只要一一般的振振动测量量，适合合在转子子工作现现场进行行平衡作作业。图 一根据理论论力学的的动静法法原理：一匀速速旋转的的长转子子，其连连续分布布的离心心惯性力力系可向向质心CC简化为为一个合合力（主主向量）R和一一个合力力偶Mcc（主矩矩），见见图一。如果转转子的质质心恰在在转轴上上，且转转轴恰好好是转子子的惯性性主轴，则合力力R和合合力偶矩矩Mc的的值均为为零，这这种情况况称转子子是平衡衡的；反反之，不不满足上上述条件件的转子子是不平平衡的。不平

9、衡衡转子的的轴承与与轴颈之之间产生生交变的的作用力力和反作作用力，可引起起轴承座座和转轴轴本身的的强烈振振动，从从而影响响机器的的工作性性能和工工作寿命命。刚性转子子动平衡衡的目标标是，使使离心惯惯性力的的合力和和合力偶偶矩的值值趋近于于零。为为此，我我们可以以在转子子上任意意选定两两个截面面，称校正正平面，在离轴轴心一定定距离，称校校正半径径，与转转子上某某一参考考标记成成夹角和和处，分分别附加加一块质质量为、重块称校正正质量。如能使使两个质质量和的离心心惯性力力（其大大小分别别为和，为转动动角速度度）的合合力和合合力偶正正好与原原不平衡衡转子的的离心惯惯性力相相平衡，那么就就实现了了刚性转

10、转子的动动平衡。两平面影影响系数数法的过过程如下下：在额定的的工作转转速或任任选的平平衡转速速下，检检测原始始不平衡衡引起轴轴承或轴轴颈A、B在某方位的的振动动动量和，其中中和是振动动位移，速度或或加速度度的幅值值，和是振动动信号对对转子上上参考标标记有关关的参考考脉冲的的相位角角。根据转子子的结构构，选定定年两个个校正平平面、，并确确定校正正半径、，现在在平面上加一一试重，其中为为试重质质量，为为试重相相对参考考标记的的方位角角，以顺顺转向为为正。在在相同转转速下测测量轴承承A、BB的振动动量和。矢量关系系见图二二a、bb。显然然，矢量量及。为平平面上加试试重所引引起的轴承承振动的的变化，称

11、为试试重的效效果矢量量。方位位角为零零度的单单位试重重的效果果矢量称称为影响响系数。因而，我们可可以由下下面式子子求影响响系数：取走，在在平面上上加试重重，为试重重质量，为试重重方位角。同同样测得得轴承AA、B的的振动量量和，从而而求得效效果矢量量和（见图图二c、d）及及影响系系数：图 二校正平面面、上所需需的校正正量和，可通通过解矢矢量方程程组求得：或、为校正正质量，为校正正方向角角。求解矢量量方程组组最好是是使用计计算机。要求自自编计算算机两平平面影响响系数法法动平衡衡实用程程序。5） 根根据计算算结果，在转子子上安装装校正质质量，重重新启动动转子，如振动动已减小小到满意意程度，则平衡结结

12、束，否否则可重重复上面面步骤，再进行行一次修修正平衡衡。三、实验验使用的的仪器设设备及实实验装置置测试系统统如图三三所示。1、转子子系统转子轴上上固定有有四个圆圆盘，两两端用含含油轴承承支承。电动机机通过橡橡胶软管管拖动转转轴，用用自耦调调压器调调节转速速。最高高工作转转速为440000，远低低于转子子轴承承系统得得固有频频率。电涡流位位移计及及ST50000A型型动平衡衡仪电涡流位位移计包包括探头头和前置置器。探探头前端端有一扁扁型线圈圈，由前前置器提提供高频频（2MMHz）电流。当它靠靠近金属属导体测测量对象象时，后后者表面面产生感感应电涡涡流。间间隙变化化，电涡涡流的强强弱随之之变化，线

13、圈的的供电电电流也发发生变化化，从而而再串连连于线圈圈的电容容上产生生被调制制的电压压信号，此信号号经过前前置器的的调节、检波、放大，成为在在一定范范围内与与间隙大大小成比比例的直直流或低低频交流流电压信信号。本本实验使使用两个个电涡流流计，分分别检测测两个轴轴承座的的水平振振动位移移。两路路位移信信号通过过切换开开关依次次馈入动动平衡仪仪，以光光电变换换器给出出的电脉脉冲为参参考，进进行同频频检测（滤除谐谐波干扰扰）和相相位比较较后，在在动平衡衡仪面板板上数显显出振动动位移的的幅值、相位及及转速数数据。同频检测测前后的的振动位位移波形形，通过过电子示示波器随随时观察察。图 三精密天平平用以测

14、量量平衡加加重的质质量用电表用以调整整电涡流流探头的的安装位位置（初初始间隙隙）。四、具体体实验步步骤1、按图图三所示示连接测测试仪器器及传感感器。2、打开开平衡仪仪和示波波器电源源，预热热2分钟钟。3、转速速传感器器杆头调调整：适适当调整整传感头头端面与与标志块块（凹块块）之间间的距离离，同时时观察转转速显示示窗口下下方的指指示灯以以表示绿绿色“OK”灯亮，红色不不亮为最最佳位置置，绿色色灯灭为为太远，调整时时注意凹凹块不处处在传感感器的端端面为合合适。调整两个个电涡流流探头的的位置，使其前前端距离离轴承座座测量表表面约11mm，这时用用万用表表测量前置置器的输输出，应应约为8.00V，因因

15、该电涡涡流位移移的灵敏敏度为88.0，线性范范围02mmm。转动调压压器旋钮钮，启动动转子，供电电电压可从从零快速速调到1120VV左右，待转子子已启动动后，再退退回到880V左左右，以以获得较较慢转速速。用调压器器慢慢升升速。从从动平衡衡仪上观观察转速速、振幅幅、相位位度数的的变化。在转速速从20000 至330000之间，选择一一比较稳稳定的转转速，并并使其稳稳定不变变。从动动平衡仪仪上分别别读出转转子原始始不平衡衡引起左左（A）、右（B）轴轴承座振振动位移移的幅值值和相位位角及。转速回零零。在平平面（号号圆盘）上任选选方位加加一试重重。记录录的值（用天平平测量，可取取其在558克克），及

16、及固定点点的相位位角（以以凹面边边缘为准准作为参参考标记记算起。顺转向向为正）。启动转子子，新调调到平衡衡转速，测出平面加加重后，两个轴轴承座振振动位移移的幅值值和相位角角（和）。转速回零零。在平面（4号圆圆盘）上上任选方方位加一一试重，拆除。测量记记录的值及其其固定方方位角。10、 转速重重新调到到。测出出平面加加试重后后，两个个轴承座座振动位位移的幅幅值和相相位角（和）。11、自自编程序序计算。12、按按11步步，求出出的平衡衡质量、及校正正相位角角、在校正正平面，重新加重重。然后后将转速速调到，再测量量记录两两个轴承承座振动动的幅值值和相位位角。13、计计算平衡衡率（即即平衡前前后振动动

17、幅值的的差与未未平衡振振幅值的的百分比比），如如高于880，实验可可结束。否则应应寻找平平衡效果果不良原原因重做做。14、停停机，关关掉电源源。拆除除电源。拆除平平衡质量量，使转转子系统统复原。五、实验验准备及及预习要要求认真阅读读本实验验指导书书，必要要时预先先到实验验室看看看实验装装置和测测量仪器器，对照照仪器阅阅读STT-50000AA型多功功能性柔柔性转子子实验台台实验系系统使用用说明书书，学会会操作使使用本仪仪器，并并请求有有关教师师答疑或或学生自自行讨论论。六、实验验报告内内容及格格式实验报告告内容要要求：写出实验验目的、内容、装置及及步骤。实验记录录和计算算结果整整理成表表格，格格式可参参考附录录一。分析讨论论实验方方法及实实验结果果。*参考图图二，画画出实验验测试数数据的矢矢量关系系图。画出实验验装置系系统图。*自编一一套应用用程序。把本实实验的数数据输入入自编程程序，求求解出校校正量。实验报告告格式如如下：1、实验