动态流变测试系统技术指标 仪器整体要求：所有附件进口，技术指标需提供正式的技术样本或谱图为准。流变仪可以应用于食品方面如高分子熔体等材料的流变特性参数测定。 一、工作条件 环境温度-5℃～40℃、相对湿度0～95%、 工作电压 AC220V，50Hz 二、技术参数 *止推轴承磁悬浮 轴向轴承多孔碳空气轴承 马达托杯马达 动态振荡最小扭矩(nN.m) 2 稳态最小扭矩 (nN.m) 10 最大扭矩 (mN.m) 200 *扭矩分辨率 (nN.m) 0.1 *最小频率 (Hz) 1.0E-07 最大频率(Hz) 100 最小角速率(rad/s) 0 最大角速率(rad/s) 300 位移传感器低惯量光学编码器 位移解析度（nrad) 10 应变切换时间 (ms) 15 速率切换时间(ms) 5 法向力传感器 FRT 最大法向力(N) 50 法向力灵敏度(N) 0.005 法向力分辨率 (mN) 0.5 实时应力应变波形图：标配 Smart Swap TM智能交换系统：标配 可自行设计夹具，自行进行惯量校正标配 ETC高温炉：RT～600℃ *可升级为DMA，可做拉伸模式，三点弯曲模式，悬臂梁模式，压缩模式 三、仪器功能 可以得到如稳态剪切粘度（η），剪切模量（G（t）），复合粘度（η*），储能模量（G*），损耗模量（G″），阻尼（tanδ）等，能够测量流变性能，独立地控制振动频率、样品的应变、应变速率和温度，还可以进行稳态、瞬态和动态剪切测量。软件功能如下： - 动态单点测试、瞬态应力松弛 - 触变环实验、阶跃速率扫描 - 动态频率、时间和应变扫描 - 温度阶跃实验和线性变化实验 - 自动调零、自动调隙和自动张力 - 恒定速率温度线性变化/阶跃实验 - 恒定应力（蠕变）
第２章 检测系统的基本特性 2.1 检测系统的静态特性及指标 2.1.1检测系统的静态特性 一、静态测量和静态特性 静态测量：测量过程中被测量保持恒定不变（即dx/dt=0系统处于稳定状态）时的测量。 静态特性（标度特性）：在静态测量中，检测系统的输出－输入特性。 n n x a x a x a x a a y +++++= 332210 例如：理想的线性检测系统： x a y 1= 如图2-1-1(a)所示 带有零位值的线性检测系统：x a a y 10+= 如图2-1-1(b)所示 二、静态特性的校准（标定）条件――静态标准条件。 2.1.2检测系统的静态性能指标 一、测量范围和量程 1、 测量范围：（x min ，x max ） x min ――检测系统所能测量到的最小被测输入量（下限） x max ――检测系统所能测量到的最大被测输入量（上限）。 2、量程： min max x x L -= 二、灵敏度S dx dy x y S x =??=→?)( lim 0 串接系统的总灵敏度为各组成环节灵敏度的连乘积 321S S S S = 三、分辨力与分辨率 1、分辨力：能引起输出量发生变化时输入量的最小变化量min x ?。 2、分辨率：全量程中最大的min x ?即min max x ?与满量程L 之比的百分数。 四、精度（见第三章） 五、线性度e L max .. 100%L L F S e y ?=± ? max L ?――检测系统实际测得的输出－输入特性曲线（称为标定曲线）与其拟合直线之
间的最大偏差 ..S F y ――满量程（F.S.）输出 注意：线性度和直线拟合方法有关。 最常用的求解拟合直线的方法：端点法 最小二乘法 图2-1-3线性度 a.端基线性度； b.最小二乘线性度 四、迟滞e H %100. .max ??= S F H y H e 回程误差――检测系统的输入量由小增大（正行程），继而自大减小（反行程）的测试 过程中，对应于同一输入量，输出量的差值。 ΔHmax ――输出值在正反行程的最大差值即回程误差最大值。 迟滞特性 五、稳定性与漂移 稳定性：在一定工作条件下，保持输入信号不变时，输出信号随时间或温度的变化而出 现缓慢变化的程度。 时漂： 在输入信号不变的情况下，检测系统的输出随着时间变化的现象。 温漂： 随着环境温度变化的现象（通常包括零位温漂、灵敏度温漂）。 2.2 检测系统的动态特性及指标 动态测量：测量过程中被测量随时间变化时的测量。 动态特性――检测系统动态测量时的输出－输入特性。 常用实验的方法： 频率响应分析法――以正弦信号作为系统的输入；
第6章 动态应变测量 6.1 动态应变的类型 工程结构上的动态应变产生的原因是：（1）处在一定的运动状态；（2）承受的载荷按一定的规律变化。只有对于运动及载荷变化较为缓慢的情况，在一定的时间范围内，才可以作为静态问题。运动是绝对的，静止是相对的。因此，研究结构的动态应变问题具有十分重要的实际意义。 根据随时间变化的规律，动态应变可以分为不同的类型。应变随时间变化的规律可以用明确的数学关系式描述的，称为确定性动态应变，否则属于非确定性。如图6-1所示。 图6-1 动态应变的分类 6.1.1 周期性动应变 应变随时间变化的规律可以用周期函数来描述，则这种动态应变称为周期性动应变。其变化规律的数学表达式为 ()(t nT t )εε=+ (6-1) 式中：T 为变化的周期；为任意整数。 n 不平衡的转动部件和交流磁场都是周期激振源。例如，由于机器中旋转构件的质量偏心而在支架上产生的动应变，曲柄连杆机构中的连杆在工作时产生的动应变等，均属于周期性动应变。 周期性动应变又包括简谐周期性动应变与复杂周期性动应变。 1）简谐周期性动应变的波形为正弦波，如图6-2a 所示，其数学表达式为 ()()?ωεε+=t t m sin ()?πε+=ft m 2sin (6-2) 式中： m ε为最大应力幅值，即振幅；ω为圆频率；?为初始相位；f 为频率。 2）复杂周期性动应变的波形如图6-2b 所示，它可以分解为两个或两个以上振幅不同、频率为某一基波频率整数倍的简谐波，其任意两个谐波频率之比都是有理数。其数学表达式为一傅里叶级数，即
()()∑∞=++=1 0sin n n n n t t ?ωε εε (6-3) (∑∞=++=102sin n n n n t f ?πε ε)式中：0ε为静态应变分量；n ε为第次谐波的振幅；n n ?为第次谐波的初始相位；n n ω为第次谐波的圆频率， 为第次谐波的频率。 n n f n 复杂周期信号的频率包括基波频率与各高次谐波的频率，即 nf n f n n =?== πωπω22 ()∞???=,,2,1n 式中： f 为基波频率。 对于复杂周期信号，在选用测量仪器时，除应考虑基波频率外，还应考虑重要的高次谐波的频率。 图5-2 动态应变的波形 6.1.2 非周期性动态应变 非周期性动态应变分为两种，瞬变性动态应变和准周期性动态应变。 1）瞬变性动态应变主要是由于瞬态载荷作用所引起的。瞬变性应变的特点是它只在有限的时间范围内存在，其波形或是单个的脉冲，或是迅速衰减的振荡曲线，如图6-2c 、d 所示。 机械冲击、爆炸或弹性系统在解除激振力之后的瞬态振动等都会在构件中产生的瞬变性动应变。 瞬变性动应变通常含有从零到无限大的连续分布的所有频率成分。在测量时，可以根据具体情况与要求确定测试频率范围。对于冲击应变，应该考虑冲击波形的持续时间τ，因为
T S T3822静态应变测试分析系统 10测点 20测点 10+1测点 概述 T S T3822静态应变测试分析系统适用于学生实验以及小型工程，可单台手动控制，也可通过U S B与计算机连接控制，单台计算机可控制64台；有10测点、20测点、(10+1)测点三种采集箱可供用户选择，各测点可分别组桥，方式为全桥、半桥、1/4桥(设公共补偿端子)，各测点参数单独设定，能同时测量应变、位移、压力、力等物理量；高清大面积数码管直接显示测量结果，人性化的按键操作，用户可以很方便的查看各测点的测量情况。 技术指标 1.仪器接口：U S B 2.0 2.单台采集箱测点数：10、20、10+1 3.单台计算机可控制最大测点数：640、1280、704 4.最高采样频率：1H z 5.A/D分辨率：16位 6.显示方式：计算机显示/L E D 7.控制方式：计算机/手动 8.扩展方式：串行 9.最大采集箱间距离：100m 10.最高分辨率:1με 11.测量应变范围：±19999με 12.自动平衡范围：±15000με(R=120Ω,K=2.0时应变计阻值的±1.5%) 13.应变计电阻值范围:50～10000Ω任意设定 14.应变计灵敏度系数：1.0～3.0自动修正 15.长导线电阻修正范围：0.0～100Ω 16.系统不确定度：不大于0.5％±3με 17.漂移（程控状态）：±3με/4小时（零漂）；±1με/℃(温漂) 18.供桥电压:D C2V±0.1％ 19.电源:A C220V（±10％） 50H z（±2％） 20.功率：约15W 21.电磁兼容试验符合A类指标
22.使用环境：适用于G B6587.1-86-Ⅱ组条件 23.外形尺寸:340m m（长）×239m m（宽）×100m m（高）（10测点） 340m m（长）×311m m（宽）×100m m（高）（20、10+1测点） 24.仪器自重：10测点约4k g,20测点约5k g，10+1测点约4.5k g 产品应用： 该系统稳定性好,可测量缓慢变化的物理量，非常适用于学生实验以及小型工程使用。
第三章 测试系统的基本特性 （一）填空题 1、某一阶系统的频率响应函数为1 21)(+= ωωj j H ，输入信号2 sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为= ω，幅值= y ，相位= φ。 2、试求传递函数分别为5.05.35 .1+s 和2 22 4.141n n n s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统 的总灵敏度。为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有、 和 。 3、当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y ?=时，该系统能实现 测试。此时，系统的频率特性为=)(ωj H 。4、传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的越小。5、一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 关系为最佳。 （二）选择题1、 不属于测试系统的静特性。 （1）灵敏度 （2）线性度（3）回程误差（4）阻尼系数 2、从时域上看，系统的输出是输入与该系统 响应的卷积。（1）正弦 （2）阶跃 （3）脉冲 （4）斜坡 3、两环节的相频特性各为)(1ωQ 和)(2ωQ ，则两环节串联组成的测试系统，其相频特性 为 。 （1）)()(21ωωQ Q （2）)()(21ωωQ Q +（3）) ()() ()(2121ωωωωQ Q Q Q +（4）) ()(21ωωQ Q ?4、一阶系统的阶跃响应中，超调量 。 （1）存在，但<5％（2）存在，但<1（3）在时间常数很小时存在 （4）不存在 5、忽略质量的单自由度振动系统是 系统。（1）零阶 （2）一阶 （3）二阶 （4）高阶 6、一阶系统的动态特性参数是 。 （1）固有频率 （2）线性度 (3)时间常数（4）阻尼比 7、用阶跃响应法求一阶装置的动态特性参数，可取输出值达到稳态值 倍所经过的
1.简介 1.1主要功能 DH3815N静态测试系统，由江苏东华测试技术有限公司开发生产，它采用USB口或者232口，即插即用，方便可靠，通过模块扩展，每台计算机最多可同时控制2048个测点，模块间通讯距离可达100米，方便布线，系统抗干扰能力强。 此系统软件实现了从开始测量到产生试验报告的一系列过程。软件包括的主要功能：文件操作、参数设置、采样控制、数据观测和处理、图形显示、数据打印等。 1.2软件的运行环境 1.2.1硬件要求 CPU：Pentium 233 以上，内存：64M以上；USB口或232口，大于100M硬盘剩余空间。 1.2.2操作系统 Win98/Win2000。 1.3软件的安装/卸载 安装： 在光驱中放入系统配带的光盘，光驱将自动运行并在屏幕上显示安装程序； 点击“Setup.EXE”，执行安装操作； 在Windows加载了安装文件后,设置相应的安装路径，根据提示进行选择，直到安装完成。 卸载： 点击“开始|设置|控制面板”，进入控制面板；找到并点击“添加或删除程序”；打开后，找到并选中“DH3815N静态测试系统”，点击“删除”即可卸载本软件。
1.4软件界面 图中显示了软件的各个不同的主要区域。以下对各工具栏进行简要介绍。 工具栏 1 建立一个新测试项目19 前一批数据 2 打开一个测试项目20 后一批数据 3 打印21 末批数据 4 打印预览22 移动到下一块数据 5 新建历史曲线窗口23 移动到前一块数据 6 新建实时曲线窗口24 光标读数 7 新建表格窗口25 横向放大曲线 8 显隐采样参数栏26 横向缩小曲线 9 显隐测点参数栏27 纵向放大曲线 10 显隐采样控制栏28 纵向缩小曲线 11 显隐图形属性栏29 自动刻度 12 信号选择30 增加XY数据量 13 图形属性31 减少XY数据量 14 水平平铺窗口32 另存为文本文件 15 垂直平铺窗口33 另存为位图文件 16 关于34 另存为Execl文件 17 定位数据35 自动分布显示 18 首批数据36 手动分布显示
第4章测试系统的特性 一般测试系统由传感器、中间变换装置和显示记录装置三部分组成。测试过程中传感器将反映被测对象特性的物理量（如压力、加速度、温度等）检出并转换为电信号，然后传输给中间变换装置；中间变换装置对电信号用硬件电路进行处理或经A/D变成数字量，再将结果以电信号或数字信号的方式传输给显示记录装置；最后由显示记录装置将测量结果显示出来，提供给观察者或其它自动控制装置。测试系统见图4-1所示。 根据测试任务复杂程度的不同，测试系统中每个环节又可由多个模块组成。例如，图4-2所示的机床轴承故障监测系统中的中间变换装置就由带通滤波器、A/D变换器和快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform，简称FFT）分析软件三部分组成。测试系统中传感器为振动加速度计，它将机床轴承振动信号转换为电信号；带通滤波器用于滤除传感器测量信号中的高、低频干扰信号和对信号进行放大，A/D变换器用于对放大后的测量信号进行采样，将其转换为数字量；FFT分析软件则对转换后的数字信号进行快速傅里叶变换，计算出信号的频谱；最后由计算机显示器对频谱进行显示。 要实现测试，一个测试系统必须可靠、不失真。因此，本章将讨论测试系统及其输入、输出的关系，以及测试系统不失真的条件。 图4-1 测试系统简图 图4-2 轴承振动信号的测试系统
4.1 线性系统及其基本性质 机械测试的实质是研究被测机械的信号)(t x （激励）、测试系统的特性)(t h 和测试结果)(t y （响应）三者之间的关系，可用图4-3表示。 )(t x )(t y )(t h 图4-3 测试系统与输入和输出的关系 它有三个方面的含义： （1）如果输入)(t x 和输出)(t y 可测，则可以推断测试系统的特性)(t h ； （2）如果测试系统特性)(t h 已知，输出)(t y 可测，则可以推导出相应的输入)(t x ； （3）如果输入)(t x 和系统特性)(t h 已知，则可以推断或估计系统的输出)(t y 。 这里所说的测试系统，广义上是指从设备的某一激励输入（输入环节）到检测输出量的那个环节（输出环节）之间的整个系统，一般包括被测设备和测量装置两部分。所以只有首先确知测量装置的特性，才能从测量结果中正确评价被测设备的特性或运行状态。 理想的测试装置应具有单值的、确定的输入/输出关系，并且最好为线性关系。由于在静态测量中校正和补偿技术易于实现，这种线性关系不是必须的（但是希望的）；而在动态测量中，测试装置则应力求是线性系统，原因主要有两方面：一是目前对线性系统的数学处理和分析方法比较完善；二是动态测量中的非线性校正比较困难。但对许多实际的机械信号测试装置而言，不可能在很大的工作范围内全部保持线性，只能在一定的工作范围和误差允许范围内当作线性系统来处理。 线性系统输入)(t x 和输出)(t y 之间的关系可以用式（4-1）来描述 )()(...)()()()(...)()(0111101111t x b dt t dx b dt t x d b dt t x d b t y a dt t dy a dt t y d a dt t y d a m m m m m m n n n n n n ++++=++++------ （4-1） 当n a ，1-n a ，…，0a 和m b ，1-m b ，…，0b 均为常数时，式（4-1）描述的就是线性系统，也称为时不变线性系统，它有以下主要基本性质： （1）叠加性 若 )()(11t y t x →，)()(22t y t x →，则有
结构静态应变测试 实验报告 课程名称: 现代结构实验技术 专业: 船舶与海洋工程 学生姓名: 学号: 指导老师: 蔡忠华 小组：第二组 2014 年 1 月 2 日
1.实验目的 利用电阻应变片、静态应变仪等设备，测量某一海洋平台模型在单桩腿受外载荷的状况下各桩腿的应变值，掌握结构静态应变的测量方法。 2.实验原理 2.1电-液伺服加载系统 电液伺服液压系统它可以较为精确地模拟试件所受的实际外力，产生真实的实验状态，在结构实验的领域中，用以模拟并产生各种振动荷载，如地震、海浪等荷载对结构物的作用，是一种较为理想的载荷加载设备。 电液伺服系统目前采用闭环控制，其主要组成是有电液伺服加载器、控制系统和液压源等三大部分。它可将负荷、应变、位移、加速度等物理量直接作为控制参数，实行自动控制。指令发生器根据实验要求发出指令信号，与反馈信号在伺服控制器中进行比较，其差值即为误差信号，经放大后予以反馈，用来控制伺服阀操纵液压加载器活塞的工作，完成全系统的闭环控制。 电液伺服阀是电液伺服液压加载系统中的心脏部分，它能根据输入电流信号的极性控制油的流向，根据输入电流信号的大小控制油的流量。使加载器按输入信号的规律对结构施加荷载。目前，电液伺服液压实验系统均与电子计算机和模控系统联机使用，使整个系统能进行程序控制，数据采集和数据处理。其优点是：产生载荷频率范围广、负荷能力大；波形种类多，且易于重现外载荷波形；加载系统响应快、灵敏度高，系统控制与测量精度高。 2.2电阻应变片传感器原理 电阻应变片传感器由粘贴了电阻应变敏感元件的弹性元件和变换测量电路组成。被测力学量作用在一定形状的弹性元件上，使之产生形变。这时，粘贴在其上的电阻应变敏感元件将力学量引起的形变转化为自身电阻值的变化，再由变换测量电路将电阻的变化转化为电压变化后输出。通过对电学量的分析，即可得出物体力学量的变化。 图1 图2 电阻应变仪是测量精度很高的测量仪器，由于采用不同的测量电路形式可以分为单桥、半桥和全桥的电路。通过电路测量的变化，即可得出应变的值。由于应变片对于温度敏感，因此，必须设定温度补偿片抵消温度对测试结果的影响。
简述系统动态特性及其测定方法 系统的特性可分为静态特性和动态特性。其中动态特性是指检测系统在被测量随时间变化的条件下输入输出关系。一般地，在所考虑的测量范围内，测试系统都可以认为是线性系统，因此就可以用一定常线性系统微分方程来描述测试系统以及和输入x (t)、输出y (t)之间的关系。 1) 微分方程：根据相应的物理定律（如牛顿定律、能量守恒定律、基尔霍夫电 路定律等），用线性常系数微分方程表示系统的输入x 与输出y 关系的数字方程式。 a i 、 b i (i=0,1,…)：系统结构特性参数，常数，系统的阶次由输出量最高微分阶次决定。 2) 通过拉普拉斯变换建立其相应的“传递函数”，该传递函数就能描述测试装 置的固有动态特性，通过傅里叶变换建立其相应的“频率响应函数”，以此来描述测试系统的特性。 定义系统传递函数H(S)为输出量与输入量的拉普拉斯变换之比，即 式中S 为复变量，即ωαj s += 传递函数是一种对系统特性的解析描述。它包含了瞬态、稳态时间响应和频率响应的全部信息。传递函数有一下几个特点： （1）H(s)描述系统本身的动态特性，而与输入量x (t)及系统的初始状态无关。 （2）H(S)是对物理系统特性的一种数学描述，而与系统的具体物理结构无关。H(S)是通过对实际的物理系统抽象成数学模型后，经过拉普拉斯变换后所得出的，所以同一传递函数可以表征具有相同传输特性的不同物理系统。 （3）H(S)中的分母取决于系统的结构，而分子则表示系统同外界之间的联系，如输入点的位置、输入方式、被测量以及测点布置情况等。分母中s 的幂次n 代表系统微分方程的阶数，如当n =1或n =2 时，分别称为一阶系统或二阶系统。 一般测试系统都是稳定系统，其分母中s 的幂次总是高于分子中s 的幂次(n>m)。
DH3819无线静态应变测试系统 1.概述： DH3819无线通讯静态应变测量系统是全智能化的巡回数据采集系统。每台采集箱内置智能锂电池组、WiFi无线通讯模块、传感器电源、放大器、A/D转换器、控制电路等。无需外接电源和通讯线，计算机就可通过无线通讯控制器可完成自动平衡、采样控制、自动修正、数据存贮、数据处理和分析，生成和打印试验报告。可自动、准确、可靠、快速测量大型结构、模型及材料应力试验中多点的静态应变应力值。广泛应用于机械制造、土木工程、桥梁建设、航空航天、国防工业、交通运输等领域。若配接适当的应变式传感器, 也可对多点静态的力、压力、扭矩、位移等物理量进行测量。 系统框图 注：如果模块大于8个，建议增加无线AP。 2.应用范围： 2.1根据测量方案，完成全桥、半桥、1／4桥状态的静态应力应变的多点高速巡回检测。 2.2和各种桥式传感器配合，实现压力、力、荷重、位移等物理量的多点高速巡回检测。 2.3对输出电压小于20mV的电压信号进行高速巡回检测，分辨率可达1μν。 3.特点: 3.1系统中, 独立化模块设计，每个数据采集模块可测量8个测点，每计算机可控制32个模块(256个测点)，通讯距离最远可达200m（可视距离）。 3.2 每个数据采集箱内置智能锂电池。 3.3 采用进口高性能光隔离低接触电势固态继电器，通过特殊的电路设计，消除了开关切换时，接触电势的变化对测量结果的影响。因此，我公司生产的静态应
变测量系统的所有指标均包含了切换开关的影响。 3.4 先进的隔离技术和合理的接地，使系统具有极强的抗干扰能力,适用于各种工程现场的检测。 3.5 应变采集箱通过无线通讯控制器与笔记本计算机的USB口通讯，实现了便携式测量系统，更加适用于工程现场。 3.6 中文视窗2000/XP操作系统下采用C++编制的采样控制和分析软件,具有极强的实时性以及良好的可移植性、可扩充性和可升级性; 3.7 通用、可靠的通讯方式,使系统实现了边采样、边传送、边存硬盘、边显示,利用计算机海量的存储硬盘,长时间实时、无间断记录所有测点信号； 3.8 内置120Ω标准电阻，用户可方便完成全桥、半桥、1/4桥的状态设置; 3.9 系统在进行平衡操作后自动保存平衡结果数据，若认为此次平衡结果比较重要，可导出平衡数据存入相应文件。当发生突然断电或试验当天不能结束时，可在下次开机后，先查找机箱，再进行导入零点操作，可自动恢复工作机箱状态，保证试验继续进行。 3.11 测点平衡指示灯可指示每个测点的平衡状态，方便现场查看测点状况。 4.技术指标： 4.1 测量点数: 4.1.1 每个数据采集箱可测8个测点; 4.1.2 每台计算机可控制32个采集箱(即256个测点); 4.2扫描速度：每个采集模块扫描速度为8 测点/秒(多个模块采样同步进行); 4.3 适用应变计电阻值: 60Ω～10000Ω任意设定; 4.4 应变计灵敏度系数: 1.0～3.0自动修正; 4.5 供桥电压(DC): 2V; 4.6 测量应变范围: ±20000με; 4.7 最高分辨率: 1με; 4.8 系统准确度: 不大于0.5％±3με; 4.9 零漂: 不大于4με/4h（单次采样条件下测量）; 4.10 自动平衡范围: ±15000με(应变计阻值的±1.5%); 4.11 长导线电阻修正范围: 0.0～100Ω; 4.12无线通讯距离：在视距情况下，可靠传输离距200m; 4.13通讯接口：WiFi无线网络接口; 4.14内置锂电池容量（标称值）：8.4V×2400mA; 4.15充电器指标： 4.1 5.1充电器为恒流恒压型充电器， 4.1 5.2充电器输入交流电压：220V±10％, 50Hz±5％； 4.1 5.3充电器输出直流电压：约8.7V; 4.1 5.4充电器最大输出电流：1A； 4.16内置锂电池的最大充电直流电压为8.7V，最大充电电流为1A；
目录 一、设计题目 (1) 二、设计任务 (1) 三、所需器材 (1) 四、动态特性测量 (1) 1.振动系统固有频率的测量 (1) 2.测量并验证位移、速度、加速度之间的关系 (3) 3.系统强迫振动固有频率和阻尼的测量 (6) 4.系统自由衰减振动及固有频率和阻尼比的测量 (6) 5.主动隔振的测量 (9) 6.被动隔振的测量 (13) 7.复式动力吸振器吸振实验 (18) 五、心得体会 (21) 六、参考文献 (21)
一、设计题目 简支梁振动系统动态特性综合测试方法。 二、设计任务 1.振动系统固有频率的测量。 2.测量并验证位移、速度、加速度之间的关系。 3.系统强迫振动固有频率和阻尼的测量。 4.系统自由衰减振动及固有频率和阻尼比的测量。 5.主动隔振的测量。 6.被动隔振的测量。 7.复式动力吸振器吸振实验。 三、所需器材 振动实验台、激振器、加速度传感器、速度传感器、位移传感器、力传感器、扫描信号源、动态分析仪、力锤、质量块、可调速电机、空气阻尼器、复式吸振器。 四、动态特性测量 1.振动系统固有频率的测量 （1）实验装置框图：见（图1-1） （2）实验原理： 对于振动系统测定其固有频率，常用简谐力激振，引起系统共振，从而找到系统的各阶固有频率。在激振功率输出不变的情况下，由低到高调节激振器的激振频率，通过振动曲线，我们可以观察到在某一频率下，任一振动量（位移、速度、加速度）幅值迅速增加，这就是机械振动系统的某阶固有
频率。 （图1-1实验装置图） （3）实验方法： ①安装仪器 把接触式激振器安装在支架上，调节激振器高度，让接触头对简支梁产生一定的预压力，使激振杆上的红线与激振器端面平齐为宜，把激振器的信号输入端用连接线接到DH1301扫频信号源的输出接口上。把加速度传感器粘贴在简支梁上，输出信号接到数采分析仪的振动测试通道。 ②开机 打开仪器电源，进入DAS2003数采分析软件，设置采样率，连续采集，输入传感器灵敏度、设置量程范围，在打开的窗口内选择接入信号的测量通道。清零后开始采集数据。 ③测量 打开DH1301扫频信号源的电源开关，调节输出电压，注意不要过载，手动调节输出信号的频率，从0开始调节，当简支梁产生振动，且振动量最大时（共振），保持该频率一段时间，记录下此时信号源显示的频率，即为简支梁振动固有频率。继续增大频率可得到高阶振动频率。
DH-3818静态应变测试仪使用方法 一、概述 DH-3818静态应变测试仪集数据采集箱、微型计算机及支持软、硬件构成。 可自动/手动、准确、可靠、快速进行静态应变测量。广泛用于机械、土木、航空航天、国防、交通等领域。若配接合适的应变式传感器，还可对压力、扭矩、位移、温度等物理量进行测量。 测试仪具有自动平衡功能，内置标准电阻，可方便实现全桥、半桥及1/4桥（公用补偿片）连接。 二、主要技术指标 1．测量点数：每台静态应变测试仪有1——10个通道，最多可同时测10 点。每台计算机可控制10台静态应变测试仪； 2．程控状态下采集速度：10测点/秒； 3．测试应变范围：±19999με 4．分辨率：1με 5．系统不确定度：小于0.5％±3με（程控状态） 6．零漂：≤4με/2h（程控状态） 7．自动平衡范围：±15000με，灵敏度系数K＝2、120Ω应变计阻值误差的 1.5％； 8．电源电压：220V±10%，50Hz±1% 三、工作原理 1．WESTONE电桥测量原理 现以1/4桥，120Ω桥臂电阻为例，加以阐述。如图1所示：图1左侧为 WESTONE电桥 （Eg），C端系直流电源负极(O)。B端、D 端分别为输出信号的V i+、V i-端。第一桥 臂（AB）为测量片电阻R g（120Ω），第四 桥臂（AD）为补偿片电阻R（120Ω），第 二、三桥臂（BC、CD）为仪器内标准电 图1 测量原理
阻R （120Ω）。 由电桥原理，电桥的输出电压V i 为：εK E V g i 25.0= E g 为桥压（DC 2V ）、 K 为应变片灵敏系数、ε为输入应变量με， 低漂移仪表放大器的输出电压V o 为：εK E K .V K V g F i F o 250== K F 为放大器的增益， 故 F g o KK E V 4=ε (1) 当E g ＝2 V K ＝2时，（1）式为：ε＝ F K V 0 对于1/2桥（半桥）电路 F g o KK E V 2= ε (2) 对于全桥电路 F g o KK E V =ε (3) 这样，测量结果由软件加以修正即可。 2．软件功能 本系统的控制软件工作于Win9x 操作系统，软件实现了文件管理、参数设置、平衡操作、采样控制、数据查询、打印控制功能。 软件使用说明另述。 四、数据采集箱的面板的功能介绍
第4章测试系统的基本特性 4．1 知识要点 4.1.1测试系统概述及其主要性质 1.什么叫线性时不变系统？ 设系统的输入为x (t )、输出为y (t )，则高阶线性测量系统可用高阶、齐次、常系数微分方程来描述： )(d )(d d )(d d )(d 01111t y a t t y a t t y a t t y a n n n n n n ++++--- )(d )(d d )(d d )(d 01111t x b t t x b t t x b t t x b m m m m m m ++++=--- （4-1） 式（4-1）中，a n 、a n -1、…、a 0和b m 、b m -1、…、b 0是常数，与测量系统的结构特性、输入状况和测试点的分布等因素有关。这种系统其内部参数不随时间变化而变化，称之为时不变（或称定常）系统。既是线性的又是时不变的系统叫做线性时不变系统。 2.线性时不变系统具有哪些主要性质？ （1）叠加性与比例性：系统对各输入之和的输出等于各单个输入的输出之和。 （2）微分性质：系统对输入微分的响应，等同于对原输入响应的微分。 （3）积分性质：当初始条件为零时，系统对输入积分的响应等同于对原输入响应的积分。 （4）频率不变性：若系统的输入为某一频率的谐波信号，则系统的稳态输出将为同一频率的谐波信号。 4.1.2测试系统的静态特性 1.什么叫标定和静态标定？采用什么方法进行静态标定？标定有何作用？标定的步骤有哪些？ 标定：用已知的标准校正仪器或测量系统的过程。 静态标定：就是将原始基准器，或比被标定系统准确度高的各级标准器或已知输入源作用于测量系统，得出测量系统的激励－响应关系的实验操作。 静态标定方法：在全量程范围内均匀地取定5个或5个以上的标定点（包括零点），从零点开始，由低至高，逐次输入预定的标定值（称标定的正行程），然后再倒序由高至低依次输入预定的标定值，直至返回零点（称标定的反行程），并按要求将以上操作重复若干次，记录下相应的响应－激励关系。 标定的主要作用是：确定仪器或测量系统的输入－输出关系，赋予仪器或测量系统分度
机械工程测试技术基础
目录 1.简介 2.测试方案设计 3.测试系统组成 3.1压电加速度传感器 3.1.1组成 3.1.2工作原理 3.1.3灵敏度 3.2电荷放大器 3.2.1测试电路图 3.2.2数据计算处理 3.3动态信号分析仪 4.实验测试流程 5.说明总结 6.参考文献
压电加速度测试系统 1.简介 现代工业和自动化生产过程中，非电物理量的测量和控制技术会涉及大量的动态测试问题。所谓动态测试是指量的瞬时值以及它随时间而变化的值的确定，即被测量为变量的连续测量过程。它以动态信号为特征，研究了测试系统的动态特性问题，而动态测试中振动和冲击的精确测量尤其重要。振动与冲击测量的核心是传感器，常用压电加速度传感器来获取冲击和振动信号。 压电式传感器是基于某些介质材料的压电效应，当材料受力作用而变形时，其表面会有电荷产生，从而实现非电量测量。压电式传感器具有体积小，质量轻，工作频带宽，结构简单，成本低，性能稳定等特点，因此在各种动态力、机械冲击与振动的测量以及声学、医学、力学、宇航等方面都得到了非常广泛的应用。 所以在此设计了一种压电式加速度测试系统，能够满足测试0—3G的低频率加速度测试。 2.测试方案设计 系统组成：压电加速度传感器、电荷放大器、动态信号分析仪 被测对象的振动加速度信号经传感器拾振，由传感器电缆将加速度信号送入该系统电荷放大器，电荷放大器将信号转换成电压信号并放大，通过数据采集测试仪采样，便实现对信号的采集。
最后在PC 端对实验数据进行处理并显示。 如下图所示 3.测试系统组成 3.1压电加速度传感器 3.1.1组成 由质量块、压电元件、支座以及引线组成 如下图所示 3.1.2工作原理 压电加速度传感器采用具有压电效应的压电材料作基本元件，是以压电材料受力后在其表面产生电荷的压电效应为转换原理的传感器。这些压电材料，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象 ，同时在它的两个相对的表面上便 产生符号相反的电荷；当外力去掉后，又重新恢复不带电的状质压电 元件支座输出引线
梁应力应变测量
梁应力应变测量 一、实验目的 1、了解电阻应变片的结构及种类； 2、掌握电阻应变片的粘贴技巧； 3、掌握利用电阻应变片测量应力应变的原理； 4、掌握动态测试分析系统的使用及半桥、全桥的接法； 二、实验内容 进行悬臂梁的应变测量 三、实验原理 1、电阻应变片的测量技术 将应变片固定在被测构件上，当构件变形时，电阻应变片的电阻值发生相应的变化。通过电阻应变测量装置（简称应变仪）可将电阻应变片中的电阻值的变化测定出来，换算成应变或输出与应变呈正比的模拟电信号（电压或电流），用记录仪记录下来，也可用计算机按预定的要求进行数据处理，得到所需要的应力或应变值。 2、电阻应变式传感器 电阻应变式传感器可测量应变、力、位移、加速度、扭矩等参数。具有体积小、动态响应快、测量精度高、使用简便等优点。电阻应变式传感器可分为金属电阻应变片和半导体应变片两类。 常用的金属电阻应变片有丝式和箔式两种。它由敏感元件、引出线、基底、覆盖层组成，用粘贴剂粘贴在一起，如图所示。
图1 电阻应变片结构 图2 电桥 3、应变片的测量电路 在使用应变片测量应变时，必须有适当的方法检测 其阻值的微小变化。为此，一般是把应变片接入某种电路，让它的电阻变化对电路进行某种控制，使电路输出一个能模拟这个电阻变化的电信号，之后，只要对这个电信号进行相应的处理（滤波、放大、调制解调等）就行了。 常规电阻应变测量使用的应变仪，它的输入回路叫 做应变电桥 ① 应变电桥：以应变片作为其构成部分的电桥。 ② 应变电桥的作用：能把应变片阻值的微小变化 转换成输出电压的变化。 U ) )((U 432142310?++-=R R R R R R R R )--KU(41][4U U 4321443322110εεεε+=?-?+?-?=R R R R R R R R 常用电桥连接方法有三种： （1）单臂半桥接法： R1作为应变片
DH3819无线通讯静态应变测试系统(ZigBee)V01.01(3)
目录 1、概述 (1) 2、应用范围及系统框图 (1) 3、特点 (2) 4、技术指标 (3) 5、工作原理 (4) 6、软件功能 (5) 7、使用说明 (7) 8、电池使用须知 (14) 9、注意事项 (15) 10、维护和检修 (15) 11、配套及随机文件 (16) 12、附录：桥路的连接 (18)
DH3819无线静态应变测试系统 1、概述 DH3819无线静态应变测试系统是全智能化的巡回数据采集系统。每台采集器内置智能锂电池组、无线通讯模块、传感器电源、放大器、A/D转换器、控制电路等。无需外接电源和通讯线，计算机就可通过无线通讯控制器完成自动平衡、采样控制、自动修正、数据存贮、数据处理和分析，生成和打印试验报告。可自动、准确、可靠、快速测量大型结构、模型及材料应力试验中多点的静态应变应力值。广泛应用于机械制造、土木工程、桥梁建设、航空航天、国防工业、交通运输等领域。若配接适当的应变式传感器，也可对多点静态的力、压力、扭矩、位移等物理量进行测量。 2、应用范围及系统框图 2.1根据测量方案，完成全桥、半桥状态的静态应力应变的多点高速巡回检测。2.2和各种桥式传感器配合，实现压力、力、荷重、位移等物理量的多点高速巡回检测。 2.3对输出电压小于20mV的电压信号进行高速巡回检测，分辨率可达1μν。 2.4系统框图 DH38 DH38 DH38DH38 DH38DH38 DH38 DH381 9无线 计算US… … …
说明：ZigBee无线网络通讯实现无线静态应变测量,模块间通讯距离最远可达500m。模块自己寻找最佳的通讯路径进行组网。每个模块为一个路由点，通过路由通讯的接力可进行更远距离的测量。 3、特点 3.1系统中, 独立化模块设计，每个数据采集模块可测量8个测点，每台计算机可控制32个模块(256个测点)。模块间通讯距离最远可达500m。模块自己寻找最佳的通讯路径进行组网。每个模块为一个路由点，通过路由通讯的接力可进行更远距离的测量。 3.2 每个采集模块内置智能锂电池。 3.3 采用进口高性能光隔离低接触电势固态继电器，通过特殊的电路设计，消除了开关切换时，接触电势的变化对测量结果的影响。因此，我公司生产的静态应变测量系统的所有指标均包含了切换开关的影响。 3.4 先进的隔离技术和合理的接地，使系统具有极强的抗干扰能力,适用于各种工程现场的检测。 3.5 应变采集模块通过无线通讯控制器与笔记本计算机的USB口通讯，且控制器采用USB供电，实现了便携式测量系统，更加适用于工程现场。 3.6 中文视窗2000/XP操作系统下采用C++编制的采样控制和分析软件,具有极强的实时性以及良好的可移植性、可扩充性和可升级性; 3.7 通用、可靠的通讯方式,使系统实现了边采样、边传送、边存硬盘、边显示,
实验二-二阶系统的动态特性与稳定性分析
自动控制原理 实验报告 实验名称：二阶系统的动态特性与稳定性分析班级： 姓名： 学号：
实验二二阶系统的动态特性与稳定性分析 一、实验目的 1、掌握二阶系统的电路模拟方法及其动态性能指标的测试技术过阻尼、临界阻尼、欠阻尼状态 ）对系统动态2、分析二阶系统特征参量（ξ ω， n 性能的影响； 3、分析系统参数变化对系统稳定性的影响，加深理解“线性系统稳定性至于其结构和参数有关，与外作用无关”的性质； 4、了解掌握典型三阶系统的稳定状态、临界稳定、不稳定状态； 5、学习二阶控制系统及其阶跃响应的Matlab 仿真和simulink实现方法。 二、实验内容 1、构成各二阶控制系统模拟电路，计算传递函数，明确各参数物理意义。 2、用Matlab和simulink仿真，分析其阶跃响应动态性能，得出性能指标。 3、搭建典型二阶系统，观测各个参数下的阶跃响应曲线，并记录阶跃响应曲线的超调量%σ、
峰值时间tp 以及调节时间ts ，研究其参数变化对典型二阶系统动态性能和稳定性的影响； 4、 搭建典型三阶系统，观测各个参数下的阶跃响应曲线，并记录阶跃响应曲线的超调量%σ、峰值时间tp 以及调节时间ts ，研究其参数变化对典型三阶系统动态性能和稳定性的影响； 5、 将软件仿真结果与模拟电路观测的结果做比较。 三、实验步骤 1、 二阶系统的模拟电路实现原理 将二阶系统： ωωξω2 2)(22 n n s G s s n ++= 可分解为一个比例环节，一个惯性环节和一个积分环节 ωωξω221)() ()()(2C C C C s C C 2 22 6215423 2 15423 2 2154215426316 320 n n s s s s s G s s s C R R R R R R R R R R R R C R R R R R R R R R U U n i ++= ++=++== 2、 研究特征参量ξ对二阶系统性能的影响 将二阶系统固有频率5 .12n =ω 保持不变，测试阻尼
机械工程测试系统设计 摘要：机械工程测试技术在工业生产中起着十分重要的作用，为此设计和制造高效的机械工程测试系统便成为测试技术的重要内容。机械工程测试技术是工程技术领域中的一个重要的技术，工程研究、产品开发、生产监督、质量控制和性能试验等，都离不开测试技术。因此通过机械工程测试技术设计出一套具有测试功能的机械工程测试系统对于现代化的生产起着至关重要到作用，运用机械工程测试系统可以在机械工业生产中进行故障分析与检测，并及时的排除故障从而提高生产效率。本文根据机械工业生产中所存在的问题进行一种机械工程测试系统的设计，从而说明机械工程测试系统对于机械工业的重要性。 关键词：机械工程测试系统测试技术机械振动故障诊断工业生产 正文:一.机械工程测试技术的主要内容和收获 在生产生活动中，新的工艺与设备的开发依赖于测量技术的发展水平而且可靠的测量技术对于生产过程自动化、设备的安全与经济运行都是必不可少的先决条件。在广泛应用的自动控制技术中，测试装置已成为控制系统的重要组成部分。在各种现代装备系统的制造与实际运行工作中，测试工作内容已占首位，测试系统的成本已达到装备系统总成本的50%-70%，它是保证现代工程装备系统实际性能指标和正常工作的重要手段，是其先进性能及实用水平的重要标志。目前，工程测试技术已广泛的应用于工农业生产、科学研究、国防建设、交通运输、医疗卫生、环境保护和人民生活的各个方面，并在其中发挥着越来越重要的作用，已成为国民经济发展和社会进步的一项必不可少的基础技术。使用先进的测试技术已成为经济高度发展和科技现代化的重要标志之一。 《机械工程测试技术》课程的主要研究内容是测试技术的基础知识，即信号的时域和频域特性以及测试装置的基本特性；测试信号的获取与调理技术；测试系统的设计；计算机测试系统；实际测试系统。通过《机械工程测试技术》的学习，主要学习到了机械工程动态测试中常用的传感器及其基本原理与相应的调理电路，信号处理电路及记录仪器的工作原理，掌握了信号的时域及频域的描述方法，建立明确的信号的频谱结构的概念；频谱分析和相关分析的基本原理和方法；数字信号分析中的一些基本概念。了解了测试装置静、动态特性的评价方法和不失真测试条件，并掌握了一阶、二阶系统动特性和测定方法，以便正确地选用测试仪器。通过测力、测位移了解常用传感器、常用信号调理电路和记录仪器的工作原理和性能以及选用原则，初步运用于机械工程中某些参量的测试以及测量误差的分析方法和数据处理，了解到了相关功率谱概念及其应用。 《机械工程测试技术》是应用电子技术对机械行业的设备进行各种性能测定、读取、检验的一门学科，并通过试验、控制和运行监测给予在设备实际设计制造的参考数据以及实现自动化控制。这为机械设备的使用和自动化提供了条件。在现