《机械振动基础》实验报告
（2015年春季学期）
姓名
学号
班级
专业
报告提交日期
哈尔滨工业大学
报告要求
1.实验报告统一用该模板撰写，必须包含以下内容：
(1)实验名称
(2)实验器材
(3)实验原理
(4)实验过程
(5)实验结果及分析
(6)认识体会、意见与建议等
2.正文格式：四号字体，行距为1.25倍行距；
3.用A4纸单面打印；左侧装订；
4.报告需同时提交打印稿和电子文档进行存档，电子文档由班长收
齐，统一发送至：liuyingxiang868@https://www.doczj.com/doc/8d13693939.html,。
5.此页不得删除。
评语：
教师签名：
年月日
实验一报告正文
一、 实验名称：机械振动的压电传感器测量及分析
二、 实验器材
1、机械振动综台实验装置(压电悬臂梁) 1套
2、激振器 1套
3、加速度传感器 1只
4、电荷放大器 1台
5、信号发生器 l 台
6、示波器 l 台
7、电脑 l 台
8、NI9215数据采集测试软件 l 套
9、NI9215数据采集卡 l 套
三、 实验原理
信号发生器发出简谐振动信号，经过功率放大器放大，将简谐激励信号施加到电磁激振器上，电磁激振器振动杆以简谐振动激励安装在激振器上的压电悬臂梁。压电悬臂梁弯曲产生电流显示在示波器上，可以观测悬臂梁的振动情况；另一方面，加速度传感器安装在电磁激振器振动杆上，将加速度传感器与电荷放大器连接，将电荷放大器与数据采集系统连接，并将数据采集系统连接到计算机（PC 机）上，操作NI9215数据采集测试软件，得到机械系统的振动响应变化曲线，可以观测电磁激振器的振动信号，并与信号发生器的激励信号作对比。实验中的YD64-310型压电式加速度计测得的加速度信号由DHF-2型电荷放大器后转变为一个电压信号。电荷放大器的内部等效电路如图1所示。
图1 加速度传感器经电荷放大的等效电路 压电悬臂梁的简谐振动振幅与频率测量实验原理如图2所示，实验连接图如图3所示。
图2
简谐振动振幅与频率测量
图3 实验连接图
四、 实验过程
打开所有仪器电源，将DG-1022型信号发生器的幅值旋钮调至最小，采用正弦激励信号， DHF-2型电荷放大器设置为100mv/UNIT
（YD64-310型加速度计的标定电荷灵敏度为13.2PC/ms-2，本实验中将电荷放大器的灵敏度人工设定为132PC/ms-2，并且增益调至10mV/Unit档，则该设定下电荷放大器的总增益为100mV/Unit。在实验中我们想要控制输入加速度大小为10m/s2，则只需控制输入信号使示波器中的来自电荷放大器的峰峰值为2V。）。设置信号发生器为“手动”模式，调节“手动扫频”至固定频率(20~80Hz任意自选)，调节幅值旋钮使其输出电压为2V。
实验中由DG-1022信号发生器输出正弦激励信号，这个信号经过HEA-200C型功率放大器可以转化为一个频率和幅值可调的输出信号。这个信号作用在HEV-200型电动式激振器上使其振动。同时，利用安装在发电装置上面的YD64-310型加速度传感器可以测得一个激振加速度的信号，经过DHF-2型电荷放大器后转变为一个电压信号，将这个电压信号输入到NI 9215数据采集卡中，数据采集卡由USB接口接到电脑上，通过LabVIEW Full Development System软件，可以观察其电压大小。而我们利用HEA-200C型功率放大器调节信号输入使其加速度保持为10m/s2，最后激振器振动后，压电悬臂梁装置通过将振动的机械能转化为电能，并接到示波器上，观察随激励振动产生的交变电压。
观察示波器的电流变化并记录电脑软件界面的频率和幅值。
重复步骤4、5五次，制成下面表格后计算平均值。
五、实验结果及分析
5.1 实验结果
1.示波器记录的频率与幅值曲线如图5.1、5.2、5.3所示