《測試技術(shù)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

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1、《測試技術(shù)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書白潔胡愛軍編寫華北電力大學(xué)機(jī)械工程系機(jī)械電子工程教研室2007年3月13實(shí)驗(yàn)一：測試系統(tǒng)特性標(biāo)定學(xué)時(shí)：2本實(shí)驗(yàn)包括傳感器校準(zhǔn)、測試裝置特性兩部分內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)1.1壓電式加速度傳感器的校準(zhǔn)一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．熟悉壓電式加速度傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu)2．學(xué)會使用振動傳感器校準(zhǔn)儀，掌握電荷靈敏度的兩種校準(zhǔn)方法二．實(shí)驗(yàn)儀器1．JX-3B振動傳感器校準(zhǔn)儀1臺2．?dāng)?shù)字電壓表1臺3．YD-36加速度傳感器2只4．電荷放大器1臺三．實(shí)驗(yàn)原理及步驟1．絕對法（加速度校準(zhǔn)儀校準(zhǔn)）將加速度傳感器安裝在JX-3B加速度校準(zhǔn)儀上，連接加速度傳感器和電荷放大器，將電荷放大器的電壓輸出端

2、與數(shù)字電壓表連接。調(diào)節(jié)JX-3B校準(zhǔn)儀的“頻率選擇”旋鈕置“80HZ”，將功能開關(guān)置于“加速度”位置，將“增益調(diào)節(jié)”電位器調(diào)至最小，將電荷放大器歸一化旋鈕置于100mv/unit。打開電源開關(guān)，調(diào)節(jié)“增益調(diào)節(jié)”電位器使校準(zhǔn)儀振動加速度輸出幅值為10m/ss。此時(shí)，校準(zhǔn)儀輸出大小為10m/ss的振動，調(diào)節(jié)電荷放大器靈敏度旋鈕，使電荷放大器輸出電壓為0.707V（對應(yīng)峰值為1V），此時(shí)電荷放大器靈敏度旋鈕值即為該傳感器的靈敏度。2．相對法（背靠背比較校準(zhǔn)法）此方法是利用一只已知靈敏度的參考傳感器來測量另一只加速度傳感器的靈敏度，如我們利用上邊實(shí)驗(yàn)中的傳感器作為參考傳感器，13

3、連線及各旋鈕、開關(guān)預(yù)置相同，啟動JX-3B校準(zhǔn)儀，調(diào)節(jié)“增益旋鈕”，使得輸出幅值顯示窗顯示（例如）8，測量電荷放大器輸出電壓。將參考加速度傳感器卸下，將被校準(zhǔn)傳感器接到校準(zhǔn)儀上，測量電荷放大器的輸出電壓，此時(shí)被校準(zhǔn)傳感器的靈敏度為：其中：、分別為被校準(zhǔn)和參考傳感器的靈敏度。采用絕對法測量被校準(zhǔn)傳感器靈敏度，并與相對法校準(zhǔn)結(jié)果比較。四．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理Va(V)Vr(V)Sa(pc/unit)Sr(pc/unit)絕對法相對法五．填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告書六．實(shí)驗(yàn)分析比較相對法、絕對法的測量結(jié)果，并討論誤差產(chǎn)生的原因。13實(shí)驗(yàn)1.2測試裝置的靜、動特性一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解測試裝置的靜動特性

4、的測試方法。2．掌握一階、二階測試裝置的幅頻特性，并建立頻響特性的概念。二．實(shí)驗(yàn)儀器1．信號發(fā)生器1臺2．?dāng)?shù)字萬用表1臺3．系統(tǒng)特性實(shí)驗(yàn)儀1臺4．雙蹤示波器1臺信號發(fā)生器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀雙蹤示波器數(shù)字萬用表三．實(shí)驗(yàn)框圖圖2-1靜動特性實(shí)驗(yàn)框圖四．實(shí)驗(yàn)原理1．靜特性測試按照二階裝置模擬實(shí)驗(yàn)臺的接線圖連接各個(gè)端子，分別構(gòu)成一階、二階系統(tǒng)。調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的頻率，并保持某固定頻率值，連續(xù)調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的輸出幅值，并記錄一階、二階系統(tǒng)的輸入與輸出幅值，繪制一階、二階系統(tǒng)的靜特性曲線。2．動特性測試13按照二階裝置模擬實(shí)驗(yàn)臺的接線圖連接各個(gè)端子，分別構(gòu)成一階、二階系統(tǒng)。調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的輸出

5、幅值，并保持在固定的電壓值，連續(xù)調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的輸出頻率，并記錄一階、二階系統(tǒng)的輸入與輸出幅值，繪制一階、二階系統(tǒng)的動特性曲線。在進(jìn)行二階系統(tǒng)的測試時(shí)，注意在輸出幅值突然增大的頻率附近，應(yīng)仔細(xì)調(diào)節(jié)輸入信號頻率的變化，以獲得準(zhǔn)確的峰值。五．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理繪制出實(shí)驗(yàn)裝置的一階、二階系統(tǒng)的靜、動特性曲線，并根據(jù)靜特性曲線求得系統(tǒng)的靈敏度；根據(jù)二階系統(tǒng)的動特性曲線求出系統(tǒng)的固有頻率及阻尼比。圖2-2二階系統(tǒng)阻尼比估計(jì)如圖2-2所示，峰值對應(yīng)點(diǎn)為系統(tǒng)固有頻率，則阻尼比，對于欠阻尼系統(tǒng)峰值對應(yīng)點(diǎn)為，與系統(tǒng)固有頻率存在如下關(guān)系：六．填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告書七．實(shí)驗(yàn)分析試討論動特性測試實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生

6、的環(huán)節(jié)。13實(shí)驗(yàn)二結(jié)構(gòu)動參數(shù)識別學(xué)時(shí)：2一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．熟悉梁的動特性參數(shù)測量原理及主振型形狀；2．用共振法確定簡支梁的各階固有頻率和主振型。二．實(shí)驗(yàn)裝置框圖正弦激振實(shí)驗(yàn)裝置及儀器的安裝如圖3-1所示，本次實(shí)驗(yàn)中，虛擬儀器可用雙蹤示波器代替。電動激振器安裝在支架上，激振方式是相對激振。激振點(diǎn)的選取原則是保證不過分靠近二、三階振型的節(jié)點(diǎn)，使各階振型都能受到激勵。圖3-1實(shí)驗(yàn)裝置框圖三．實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)的模型是一矩形截面簡支梁，它是一無限自由度系統(tǒng)。從理論上說，它應(yīng)有無限個(gè)固有頻率和主振型，在一般情況下，梁的振動是無窮多個(gè)主振型的迭加。如果給梁施加一個(gè)合適大小的激擾力，且該力的

7、頻率正好等于梁的某階固有頻率，就會產(chǎn)生共振，對應(yīng)于這一階固有頻率的確定振動形態(tài)稱為這一階主振型。13調(diào)節(jié)激擾力頻率等于某階固有頻率，使梁產(chǎn)生共振，然后，測定共振狀態(tài)下梁上各測點(diǎn)的振動幅值，從而確定某一階主振型。實(shí)際上，我們關(guān)心的通常是最低的幾階固有頻率及主振型，本實(shí)驗(yàn)是用共振法來測量簡支梁的一、二、三階固有頻率和振型。一．實(shí)驗(yàn)步驟1．沿梁長度選定測點(diǎn)并做標(biāo)記，選某測點(diǎn)為參考點(diǎn)，將傳感器I固定于參考點(diǎn)，傳感器II用于測量其他點(diǎn)的響應(yīng)振幅，按圖3-1接線；2．振動信號相位的確定：用李薩如圖形判斷測量傳感器與參考傳感器是同相或反相。