加速度传感器振动测量实验指导书.docx

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振动测量原理
机械在运动时,由于旋转件的不平衡、负载的不均匀、构造刚度的各向异性、间隙、润滑不良、支撑松动等因素,总是伴随着各种振动。
机械振动在大多数状况下是有害的,振动往往会降低机器性能,破坏其正常工作,缩短使用
寿命,甚至导致事故。机械振动还伴随着同频率的噪声,恶化环境,危害安康。另一方面,振动也被利用来完成有益的工作,如运输、夯实、清洗、粉碎、脱水等。这时必需正确选择振动参数,充分发挥振动机械的性能。
在现代企业治理制度中,除了对各种机械设备提出低振动和低噪声要求外,还需随时对机器的运行状况进展监测、分析、诊断,对工作环境进展掌握。为了提高机械构造的抗振性能,有必要进展机械构造的振动分析和振动设计。这些都离不开振动测试。
振动测试包括两种方式:一是测量机械或构造在工作状态下的振动,如振动位移、速度、加速度、频率和相位等,了解被测对象的振动状态,评定等级和查找振源,对设备进展监测、分析、诊断和推测。二是对机械设备或构造施加某种鼓励,测量其受迫振动,以便求得被测对象的振动力学参量或动态性能,如固有频率、阻尼、刚度、频率响应和模态等。
振动的幅值、频率和相位是振动的三个根本参数,称为振动三要素。
幅值:幅值是振动强度的标志,它可以用峰值、有效值、平均值等方法来表示。
频率:不同的频率成分反映系统内不同的振源。通过频谱分析可以确定主要频率成分及其幅值大小,从而查找振源,实行相应的措施。
相位:振动信号的相位信息格外重要,如利用相位关系确定共振点、测量振型、旋转件动平
衡、有源振动掌握、降噪等。对于简单振动的波形分析,各谐波的相位关系是不行缺少的。
在振动测量时,应合理选择测量参数,如振动位移是争论强度和变形的重要依据;振动加速度与作用力或载荷成正比,是争论动力强度和疲乏的重要依据;振动速度打算了噪声的凹凸,人对机械振动的敏感程度在很大频率范围内是由速度打算的。速度又与能量和功率有关,并打算动量的大小。
YD-37加速度传感器简介
压电传感器的力学模型可简化为一个单自由度质量-弹簧系统。依据压电效应的原理,当晶体上受到振动作用力后,将产生电荷量,该电荷量与作用力成正比,这就是压电传感器完成机电转换的工作原理。
压电式加速度传感器在振动测试领域中应用广泛,可以测量各种环境中的振动量。

计算机n台
DRVI快速可重组虚拟仪器平台1套
加速度传感器〔YD-37〕1套
加速度传感器变送器〔LBS-12-A〕1台
蓝津数据采集仪〔LDAQ-EPP2〕1台
开关电源〔LDY-A〕1套
5芯对等线1条
振动试验台〔LZD-A〕
振动测量试验构造如图1所示,将加速度传感器通过配套的磁座吸附在振动试验台底座上,然后将其输出端和变送器的输入端相连,变送器的输出端通过一根带五芯航空插头的电缆和数据采集仪3通道连接。
图1振动测量构造示意图
启动效劳器,运行DRVI主程序,开启DRVI数据采集仪电源,然后点击DRVI快捷工具条上的“联机注册“图标,选择其中的“DRVI采集仪主卡检测“进展效劳器和数据采集仪之间的注册。联机注册成功后,分别从DRVI工具栏和快捷工具条中启动“DRVI微型Web效劳器“和“内置的Web效劳器“,开头监听8600和8500端口。
翻开客户端计算机,启动计算机上的DRVI客户端程序,然后点击DRVI快捷工具条上的“联机注册“图标,选择其中的“DRVI局域网效劳器检测“,在弹出的对话框中输入效劳器IP地址〔例如:〕,点击“发送“按钮,进展客户端和效劳器之间的认证,认证完毕即可正常运行客户端全部功能。
在DRVI软件平台的地址信息栏中输入如下信息“://效劳器IP地
址:8600/SensorLAB/“,翻开WEB版试验指导书,在试验名目中选择“加速度传感器振动测量“试验,按试验原理和要求设计该试验。
本试验的目的是了解用加速度传感器进展振动测量的方法,首先需要将数据采集进来,蓝津信息供给了一个配套的8通道并口数据采集仪来完成外部信号的数据采集过程,在DRVI
软件平台中,对应的数据采集软件芯片为“蓝津DAQ_A/D“芯片
;数据采集仪的启动承受一
片“0/1按钮“芯片 来掌握;振动信号的频谱,用一片“FFT“芯片
来计算;另外,由于在用
加速度传感器猎取振动信号的时候,会带入一局部高频干扰信号,为了测量的便利,可以插入一
片“数字滤波“芯片
,用于构成低通滤波器,滤出高频成分,滤波前后的波形对应结果用一片
“多路接线开关“ 来选择;还需要选择两片“波形/频谱显示“芯片 ,用于显示振动信号的时
域波形和频谱;然后再依据所需的数组型数据总线的数量,插入5片“内存条“芯片
,用于存
储数组型数据;再加上一些文字显示芯片 和装饰芯片 ,就可以搭建出一个“振动测量试验
“的效劳器端,所需的软件芯片数量、种类、与软件总线之间的信号流淌和连接关系如图2所示,依据试验原理设计图在DRVI软面包板上插入上述软件芯片,然后修改其属性窗中相应的连线参数就可以完成该试验的设计和搭建过程。
图2振动测量试验〔效劳器端〕设计原理图
对于客户端,与以前设计过的试验类似,必需在完成网络数据采集的根底上进展信号的
分析和处理,在DRVI软件平台中,客户端是通过“TCP客户端“芯片 和“定时器“芯片 的
组合来完成网络数据采集功能,另外还需承受“IP地址输入“芯片 来指定数据共享效劳器的IP
地址,其它的芯片则与效劳器端根本一样,客户端所需的软件芯片数量、种类、与软件总线之间的信号流淌和连接关系如图3所示。
图3 振动测量试验〔客户端〕设计原理图
在Web版的试验指导书中,还供给了本试验的参考脚本,可以直接点击附录中该试验脚本文件“效劳器端“和“客户端“的链接,将参考的试验脚本文件读入DRVI软件平台中并运行。效劳器端试验效果示意图如图4所示。
图4加速度传感器振动测量试验〔效劳器端〕效果图
在振动试验台的电机转子上添加试重,启动电机,调整到一个稳定的转速,点击面板中的“开关“按钮,观看和分析所得到振动信号的波形和频谱,点击“多路接线开关“,观看滤波前后振动信号波形和频谱的变化状况并记录试验结果。
关闭电机,在电机转子上转变试重和位置,再次启动电机进展测量,观看和分析所得到振动信号的波形和频谱。
关闭电机,转变加速度传感器的测量位置,再次启动电机进展测量,观看和分析随着测量位置的转变,振动信号的波形和频谱的变化状况。
对于客户端的分析,首先设定数据共享效劳器的IP地址,然后在确保数据共享效劳器端8500端口翻开的前提下,点击“开关“按钮进展网络数据采集,观看数据共享效劳器端振动信号的变化状况,并记录试验结果。客户端试验效果示意图如图5所示。
图5 加速度传感器振动测量试验〔客户端〕试验效果图

简述试验目的和原理。
依据试验原理和要求整理本试验的设计原理图。
整理和分析试验中得到的振动信号的数据,并分析其结果。

为什么要承受加速度传感器来测量振动信号?
常用的振动信号测量方式有那些?
附录:
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图6 加速度传感器振动测量试验信号处理框图