第六章：第四節(jié)振動測量及頻譜分析

一、振動的基本概念

振動可分為機械振動、土木結(jié)構(gòu)振動、運輸工具振動、武器、爆炸引起的沖擊振動等。從振動的頻率范圍來分，有高頻振動、低頻振動和超低頻振動等。從振動信號的統(tǒng)計特征來看，可將振動分為周期振動、非周期振動以及隨機振動等。

2024/2/171振動測量及頻譜分析地震的巨大威力

2024/2/172振動測量及頻譜分析地震波形2024/2/173振動測量及頻譜分析二、測振傳感器分類

測振用的傳感器又稱拾振器，它有接觸式和非接觸式之分。接觸式中有磁電式、電感式、壓電式等；非接觸式中又有電渦流式、電容式、霍爾式、光電式等。下面介紹壓電式測振傳感器及其應用。2024/2/174振動測量及頻譜分析三、壓電式振動加速度傳感器的結(jié)構(gòu)及外形橫向振動測振器縱向振動測振器2024/2/175振動測量及頻譜分析2024/2/176振動測量及頻譜分析四、壓電振動加速度傳感器的性能指標（以某小型“內(nèi)裝IC的壓電加速度傳感器”為例）

技術(shù)指標：

靈敏度：500mV/g

量程：10g

頻率范圍：4-4000Hz

安裝諧振點:15kHz

分辨力：0.00004g

重量：40g

安裝螺紋：M5mm

線性：≤1%2024/2/177振動測量及頻譜分析五、壓電加速度傳感器的安裝及使用a)雙頭螺絲固定b)磁鐵吸附c)膠水粘結(jié)d)手持探針式

1—壓電式加速度傳感器2—雙頭螺栓3—磁鋼

4—粘接劑5—頂針

2024/2/178振動測量及頻譜分析六、壓電振動加速度傳感器在汽車中的應用

加速度傳感器可以用于判斷汽車的碰撞，從而使安全氣囊迅速充氣，從而挽救生命；還可安裝在氣缸的側(cè)壁上，盡量使點火時刻接近爆震區(qū)而不發(fā)生爆震，但又能使發(fā)動機輸出盡可能大的扭矩。2024/2/179振動測量及頻譜分析爆震波形

汽車發(fā)動機中的氣缸點火時刻必須十分精確。如果恰當?shù)貙Ⅻc火時間提前一些，即有一個提前角，就可使汽缸中汽油與空氣的混合氣體得到充分燃燒，使扭矩增大，排污減少。但提前角太大時，混合氣體產(chǎn)生自燃，就會產(chǎn)生沖擊波，發(fā)出尖銳的金屬敲擊聲，稱為爆震，可能使火花塞、活塞環(huán)熔化損壞，使缸蓋、連桿、曲軸等部件過載、變形，可用壓電傳感器檢測并控制之。2024/2/1710振動測量及頻譜分析爆震測量2024/2/1711振動測量及頻譜分析七、振動的頻譜分析及儀器時域圖形

測量時域圖形用的是示波器，測量頻域圖形用頻譜儀.2024/2/1712振動測量及頻譜分析頻譜儀

頻域圖形（頻譜圖）

頻譜圖或頻域圖：它的橫坐標為頻率f，縱坐標可以是加速度，也可以是振幅或功率等。它反映了在頻率范圍之內(nèi)，對應于每一個頻率分量的幅值。2024/2/1713振動測量及頻譜分析頻譜儀外形（續(xù)）

頻域圖（頻譜圖）（參考深圳安泰信電子有限公司資料）2024/2/1714振動測量及頻譜分析頻域圖形

對應于時域波形（失真的正弦波）的譜線圖2024/2/1715振動測量及頻譜分析振動時域/頻域圖形（參考東方振動和噪聲技術(shù)研究所資料）不同頻率的正弦波頻譜變化2024/2/1716振動測量及頻譜分析振動時域/頻域圖形（續(xù)）

（參考東方振動和噪聲技術(shù)研究所資料）包含高次諧波的頻譜2024/2/1717振動測量及頻譜分析基波與三次諧波的頻譜2024/2/1718振動測量及頻譜分析基波與3次諧波合成的波形2024/2/1719振動測量及頻譜分析方波可分解成同頻基波及

3、5、

7……奇次

諧波2024/2/1720振動測量及頻譜分析依靠頻譜分析法進行故障診斷

減速箱故障分析a）時域波形b）頻域波形2024/2/1721振動測量及頻譜分析爆破振動記錄儀打印機2024/2/1722振動測量及頻譜分析

地震是引發(fā)海嘯的主要原因之一。地震中斷層移動導致斷層間產(chǎn)生空洞，當海水填充這個空洞時產(chǎn)生巨大的海水波動。這種海水波動從深海傳至淺海時，海浪陡然升到十幾米高，并以每秒數(shù)百米的速度傳播。海浪沖到岸上后，將造成重大破壞。海嘯預警系統(tǒng)通過海底的振動壓力傳感器記錄海浪變化的數(shù)據(jù)，并傳送到信息浮標，由信息浮標發(fā)送到氣象衛(wèi)星，再從氣象衛(wèi)星傳送到衛(wèi)星地面站。海嘯預警系統(tǒng)2024/2/1723振動測量及頻譜分析氣象接收及發(fā)射天線振動壓力傳感器6000m海底浮標深海地溝2024/2/1724振動測量及頻譜分析2024/2/1725振動測量及頻譜分析本章作業(yè)

P108：2、32024/2/1726振動測量及頻譜分析2024/2/1727振動