1、振動傳感器性能測試及振動測試系統建模與性能分析實驗一、 實驗目的1. 了解各類型振動傳感器的工作原理、掌握壓阻式加速度傳感器的動態校準過程。2. 掌握正弦、隨機振動控制的基本過程，能夠根據實際情況合理設計校準過程中的參考譜。3. 掌握振動傳感器的動態校準方法并能計算出振動傳感器的各項動態特性指標。4. 了解振動測試系統的組成，掌握振動測試系統的建模方法5. 對于測試后未達到設計指標的系統，應當能夠設計出動態補償濾波器以補償系統的動態特性。二、實驗系統組成振動測試系統由兩部分組成，一部分是振動控制系統，另外一部分就是遠程數據采集、處理系統。實驗系統中，振動控制系統的振動臺按照預先設定的參考譜進行

2、振動。標準傳感器和被校傳感器感受相同的振動，經過相應的變送器或放大器輸出的電壓信號送入數據采集系統，實驗工作站（包括實驗者開發的數據處理軟件）通過網絡中的服務器獲得所采集的數字信號，進行后續的動態校準、建模與性能分析工作，如圖1所示。圖1 振動測試系統動態校準、建模與性能分析三、 實驗系統工作原理1、振動控制系統工作原理振動控制系統中的振動臺產生動態校準、動態測試所需的標準振動信號。振動控制系統由振動控制儀、功率放大器、振動臺和反饋傳感器構成，目的是使振動臺按照預先設定的參考譜進行振動。振動控制儀安裝在工控機中，振動控制信號從工控機發出，經過功率放大器對控制信號進行放大，驅動振動臺振動。而振動

3、臺的振動情況由安裝在臺面中心的反饋傳感器獲取，經過電荷放大器傳送至工控機中的振動控制儀，從而形成閉環控制使振動臺能夠按照設定參考譜進行振動。在振動臺的夾具臺面上采用背靠背方式安裝標準傳感器與被校傳感器，這樣保證了它們感受的是相同的振動信號，通過采集兩個傳感器的輸出并將其送入實驗工作站，參與實驗的人員就可以在遠程計算機上進行振動傳感器的校準、建模及性能分析了。2 數據采集系統工作原理數據采集系統配有NI公司的數字化儀（PXI5122），可以實現雙通道信號的同步采樣。信號采集系統的組成、工作原理及使用方法參見通用測量控制系統簡介。3 數據處理 獲得振動信號的采樣數據后，實驗者根據實驗目的與內容，利

4、用系統提供的軟件以及自主編制的實驗軟件進行數據處理，獲得實驗結果。四、 實驗內容及步驟一） 本地實驗部分本地實驗的主要目的是了解振動測試系統的組成，能夠按照要求連接振動控制系統，并根據振動臺及各個振動傳感器的性能指標合理設計參考譜。隨后在本地計算機操作界面上進行各項操作，以產生標準振動信號供遠程數據采集系統使用。1. 進行本地振動控制系統的連接，以按照預先設定的參考譜產生振動信號。具體的連接安裝及操作見振動測試實驗系統使用說明書。2為了實現對壓阻式振動加速度傳感器進行校準的目的，采用背對背安裝方式，以確保標準傳感器與待測傳感器感受的是同一振動信號。具體的安裝及操作見振動測試實驗系統使用說明書實

5、驗過程中，首先雙擊工控機桌面上的“Vibration TEST”應用程序圖標，啟動振動測試實驗程序，界面如圖2所示。圖2 振動測試實驗程序的操作界面點擊“實驗幫助”按鈕，將獲得振動實驗的詳細信息，包括所有硬件的參數指標，各軟件的使用說明，實驗操作及注意事項等。根據所需要進行的實驗，在程序中選擇正弦掃頻實驗或者隨機振動實驗項目，在選定后點擊“運行實驗”按鈕進入相應振動實驗中。各個振動實驗具體的說明及使用方法，可以參看實驗幫助中的相關內容（“正弦振動控制系統使用說明書”和“隨機振動控制系統使用說明書”或者振動測試實驗系統使用說明書中的相關部分）。二） 遠程實驗部分本地實驗部分提供了傳感器校準所必需的標準振動信