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振動系統(tǒng)固有頻率的測試,目錄,一、實驗?zāi)康?二、實驗裝置,三、實驗原理,四、實驗步驟,五、實驗結(jié)果,實驗?zāi)康?1. 學(xué)習(xí)振動系統(tǒng)固有頻率的測試方法； 2. 學(xué)習(xí)共振動法測試振動固有頻率的原理與方法；（幅值判別法和相位判別法） 3.學(xué)習(xí)衰減振動波形自譜分析法測試振動系統(tǒng)固有頻率的原理和方法。（自譜分析法）,實驗裝置,1、振動系統(tǒng)：簡支梁、激振器。 2、測振系統(tǒng)：傳感器、 ZJY-601A型振動教學(xué)實驗儀、INV303系列智能信號采集處理分析儀、計算機及DASP大容量數(shù)據(jù)采集與信號處理分析軟件。,實驗原理,對于振動系統(tǒng)，經(jīng)常要測定其固有頻率，最常用的方法就是用簡諧力激振，引起系統(tǒng)共振，從而找到系統(tǒng)的各階固有頻率。 另一種方法是衰減法，用沖擊力激振，通過衰減振動波形自譜分析法測試振動系統(tǒng)固有頻率。,實驗原理,,1. 簡諧力激振: 由簡諧力作用下的強迫振動系統(tǒng)如右圖，其運動方程為：,,K,C,m,,方程式的解由自由振動基和強迫振動項兩部分組成。由于阻尼的存在，自由振動基隨時間不斷的衰減消失，最后，只剩下強迫振動部分。,實驗原理,,,式中：,,,當(dāng)強迫振動頻率和系統(tǒng)固有頻率相等時引起系統(tǒng)共振，共振時振幅和相位都有明顯的變化，通過對這兩個參數(shù)進行測量，我們可以判別系統(tǒng)是否達到共振動點，從而確定出系統(tǒng)的各階振動頻率。,強迫振動解可寫成：,,,在激振功率輸出不變的情況下，由低到高調(diào)節(jié)激振器的激振頻率，通過示波器，我們可以觀察到在 某一頻率下，任一振動量（位移、速度、加速度）幅值迅速增加，這就是機械振動系統(tǒng)的某階固有頻率。,,,1.2 相位判別法,,,1.1 幅值判別法,相位判別法是根據(jù)共振時特殊的相位值以及共振動前后相位變化規(guī)律所提出來的一種共振判別法。在簡諧力激振的情況下，用相位法來判定共振是一種較為敏感的方法，而且共振的頻率就是系統(tǒng)的無阻尼固有頻率，可以排除阻尼因素的影響。,實驗原理,,,將激振信號輸入到采集儀的第一通道（即X軸），加速度傳感器輸出信號輸入到第二通道（即Y軸），此時兩通道的信號分別為：,激振信號為：,加速度信號為：,加速度判別共振:,X軸信號和Y軸信號的相位差為90度。根據(jù)利薩如圖原理可知，屏幕上的圖象應(yīng)是一個正橢圓。,共振時，,實驗原理,實驗原理,2、自譜分析法: 當(dāng)系統(tǒng)做自由衰減振動時包含了各階頻率成分，時域波形反映了各階頻率下自由衰減波形的線性疊加，通過對時域波形做FFT轉(zhuǎn)換就可以得到其頻譜圖，從而我們可以從頻譜圖中峰值處得到系統(tǒng)的固有頻率。,1、幅值判別法測量,1.1安裝儀器,,,,把電動接觸式激振器安裝在底座上，調(diào)節(jié)電動接觸式激振器高度，讓接觸頭對簡支梁產(chǎn)生一定的預(yù)壓力，使激振桿上的紅線與激振器端面平齊為宜。把激振器的信號輸入端用連接線接到ZJY-601A型振動教學(xué)實驗儀的功放輸出接口。,把帶磁座的加速度傳感器放在簡支梁上，輸出信號接到ZJY-601A型振動教學(xué)實驗儀的加速度傳感器輸入端，功能檔位撥到加速度檔的a加速度。,實驗步驟,1.2開機,,打開ZJY-601A型振動教學(xué)實驗儀的電源開關(guān)，調(diào)大功放輸出按鈕，注意不要過載，從0開始調(diào)節(jié)頻率按鈕，當(dāng)簡支梁產(chǎn)生振動，振動最大時，記錄當(dāng)前頻率。,,進入DASP2000標(biāo)準(zhǔn)版軟件的主界面，選擇單通道按鈕。進入單通道示波狀態(tài)進行波形示波。,,,,,1.3測量,實驗步驟,2、相位判別法測量 2.1 將激勵信號源輸出端信號波形監(jiān)視，接入采集儀第一通道（X軸），加速度傳感器輸出信號經(jīng)ZJY-601A型振動教學(xué)實驗儀后接入采集儀第二通道（Y軸）。加速度傳感器放在距離梁端1/3處。 2.2 用DASP2000標(biāo)準(zhǔn)版雙通道中的利莎如圖示波，調(diào)節(jié)激振器的頻率，觀察圖像的變化情況，用ZJY-601A型振動教學(xué)實驗儀加速度檔的a進行測量，觀察圖像，根據(jù)共振時的判別法原理，來確定共振頻率。 2.3 可通過ZJY-601A型振動教學(xué)實驗儀“輸出增益”旋鈕調(diào)節(jié)傳感器測試通道信號的大小，調(diào)節(jié)“波形監(jiān)視調(diào)節(jié)”旋鈕調(diào)節(jié)信號源輸出信號幅值大小。,實驗步驟,實驗步驟,3、衰減振動法測量 3.1安裝儀器 把帶磁座的加速度傳感器放在簡支梁上，輸出信號接到ZJY-601A型振動教學(xué)實驗儀的加速度傳感器輸入端，功能檔位撥到加速度檔的a加速度，輸出信號接到采集儀的第一通道。,3.2 開機 進入DASP2000標(biāo)準(zhǔn)版軟件的主界面，選擇單通道按鈕。進入單通道波譜雙顯狀態(tài)示波。,3.3 測量 敲擊簡支梁中部，就可看到時域波形和頻譜顯示，譜峰就是系統(tǒng)的固有頻率。,實驗步驟,實驗結(jié)果,