第7章 振动测量评价与控制

振动测量评价与控制振动测量评价与控制是现代工程领域中一个非常重要的课题。

振动是机械系统中常见的现象，但如果振动过大或频率不稳定，会导致机械部件的磨损、松动甚至损坏，从而影响整个系统的运行效率和寿命。

因此，振动的测量、评价与控制对于确保机械系统的可靠性和性能至关重要。

本文将介绍振动测量评价与控制的基本原理、常见的测量方法和评价指标以及常用的控制方法。

首先，振动测量评价与控制的基本原理是通过感知和分析振动信号，以了解系统中振动的特点和状况，并根据评价结果采取相应的控制策略。

振动信号通常包含振动幅值、频率、相位等信息，这些信息可以通过振动传感器进行测量和采集。

常见的振动传感器有加速度传感器、速度传感器和位移传感器等。

测量系统通常包括传感器、信号放大器、数据采集器和数据处理设备等。

其次，振动测量评价与控制的关键是选择合适的测量方法和评价指标。

常见的振动测量方法包括时间域分析、频率域分析和时频域分析等。

时间域分析是通过观察振动信号的波形和幅值变化来分析振动的特点；频率域分析是通过将振动信号转换为频谱图来分析振动的频率特性；时频域分析则是同时观察振动信号的时域和频域特性，以获取更全面的信息。

振动的评价指标主要包括振动加速度、速度和位移等。

振动加速度是指单位时间内振动速度的变化率，它通常用于评价振动系统的快慢程度；振动速度是指单位时间内振动位移的变化率，它用于评价振动系统的稳定性；振动位移则是指振动对象在特定时刻的位移位置，它用于评价振动系统的位置和变形情况。

评价指标的选择与具体的应用相关，需要根据实际情况进行确定。

最后，振动测量评价与控制的目的是通过采取相应的控制措施降低振动的幅值和频率，从而控制系统的振动水平。

常用的振动控制方法有被动控制和主动控制两种。

被动控制方法是通过增加阻尼或减小刚度来减少振动的幅值，常见的控制措施有增加阻尼材料、调整结构的刚度等。

主动控制方法则是通过自动调节控制参数来实现振动的控制，常见的控制方法有PID控制、模糊控制和神经网络控制等。

物理实验技术中的振动性能测量方法与技巧在物理实验中，振动性能的测量是非常重要的工作之一。

它不仅可以帮助我们了解物体在振动过程中的行为，还可以指导我们设计和改进振动系统。

本文将介绍几种常用的振动性能测量方法与技巧。

首先，我们来了解一下振动的基本概念。

振动是物体在某个平衡位置附近做周期性的往复运动。

它有许多重要的特性，如频率、振幅、相位等。

测量这些特性对于研究和控制振动系统至关重要。

一种常用的测量振动频率的方法是利用频率计或振动传感器。

频率计通常是一种用于测量振动系统频率的仪器，它可以直接读取振动信号的频率。

而振动传感器则是一种能够感知振动并将其转换为电信号的装置。

它通常由加速度计或速度计组成，可以测量振动系统的加速度或速度，并由此计算出频率。

另一种常见的振动测量方法是利用振幅计。

振幅计是一种用于测量振动振幅的仪器，它通常采用弹簧、负荷电阻等结构来测量力的大小，然后通过力和振幅之间的关系计算振动振幅。

在实验中，我们可以将振幅计放置在需要测量振动的物体上，通过读取振幅计的示数来得到振动振幅。

除了频率和振幅以外，相位也是振动性能中的重要指标之一。

相位描述了振动信号相对于某个基准位置的偏移量。

测量振动相位的常见方法之一是利用示波器。

示波器是一种用于测量电信号波形的仪器，我们可以使用示波器来测量振动系统的波形，并通过分析波形的特征来确定振动信号的相位。

在实际的振动性能测量中，我们还需要注意一些技巧和注意事项。

首先，为了获得准确的测量结果，我们需要选择适当的测量仪器，并对其进行校准。

校准是指将测量仪器的读数与已知准确值进行比对，以确定其准确性和精确度。

其次，我们需要选择适当的测量位置和方法。

在选择测量位置时，我们需要考虑振动特性的变化情况，尽量选择能够代表整个振动系统的位置进行测量。

此外，我们还需要选择适当的测量时间和测量次数，以确保测量结果的稳定性和可靠性。

综上所述，振动性能的测量在物理实验中具有重要的意义。

【课堂教学小结】3分钟）1、振动与噪音本质上相同，只是频率和传播介质不同。

2、我们所学振动检测，重点掌握环境振动的检测，适合我们矿业的作业场所。

参考位置等优点，由于它的脉冲响应优异，更适合于冲击的测量。

CI=史=2力V=Q时)2Adt4)拾振器的充分利用一般情况尽量用同参数相应的传感器进行测量，也可用电学微积分原理进行测量，但测量误差较大。

7.4拾振器7.4.1 压电式加速度计1.1.1 工作原理(1)组成：压电晶体、弹簧元件、外壳、引线。

(2)原理：(图示说明)2)特点体积小、灵敏度高、测量频率宽。

3)主要参数(1)灵敏度:输出量的变化与输入量变化的比值(2)安装方法与上限频率(3)前置放大器与下限频率(4)横向灵敏度(5)动态范围(6)环境影响程度1.1.2 磁电式速度计1)结构原理(1)组成：线圈、磁钢、顶杠、弹簧片、附件。

(2)原理：切割磁力线产生感生电动势(图示说明)。

2)特点a.只能测量质点振动b.可以做成相对和绝对两种(约20分钟) (约20分钟)c.输出幅度大d.输出阻抗低e.体积较压电式大1.1.3 拾振器的合理选择1）自振频率和工作频率的选择2）灵敏度的选择3）测量范围的选择4）测量内容的选择（本节无作业）【课堂教学小结】（3分钟）1、振动测量主要是根据振动类型正确选择拾振器;2、合理布置拾振器；3、准确分析测量结果。

（约12分钟）举例课程名称：安全环境监测技术7∙6测振仪的校准与标定1）标定内容X⑴拾振器灵敏度标定在振动台上进行，fW200Hz,a≤10g灵敏度Sv=U∕Xa=4π2f2A A为振幅读书；U为输出电压；f为频率（2）实验室条件下的二次标定2）频率特性的标定（1）频率响应：测频带（带宽）⑵谐振频率7.7振动允许标准（约20分钟）D人体允许振动标准（246页）人体可以通过各种感受器接收振动的信息，并通过大脑对振动作出相应的反应和判断。

根据振动对人影响的程度，可以建立振动的评价标准。

船体振动基础1第7章船舶振动评价、防振与减振一、船舶振动的危害二、船舶振动的标准三、船舶振动的测试四、船舶振动的具体测试方法21一、船体振动的危害P2171.对人体的危害• 振动以及由振动引起的噪声，会导致船员与乘客的不适，引起疲劳甚至损害健康。

• 长期处于振动环境中会影响神经系统的正常工作机能，导致肌肉松弛，血压升高，视觉迟钝等。

3二、船舶振动的标准•• 人体对振动的反应41一、船体振动的危害1.对人体的危害1）人体固有频率：胸腹系统固有频率4~6H z ，2030头、颈、肩固有频率20~30H z ，人体系统固有频率6~9H z ，其中许多频率是船上常见的激励频率。

216~20H z ）环境振动通过接触表面使人感受到振动。

大于，人同时感觉到噪声；大于100H z ，主要是噪声。

367H 5）6~7Hz 的垂向振动会引起晕船症。

水平振动常比垂向振动影响更大，极度影响生活和工作。

一、船体振动的危害2.对船体结构的损害•或产生振动使高应力区的船体结构出现裂缝、或产生疲劳破坏，从而影响其安全性和正常使用。

①当共振时振幅及振动应力急剧放大（例：某船二节点振幅为1mm，振动应力平均为1.0~2.0N/mm2，共振时振幅为18mm，振动应力20 N/mm2）②材料或结构的内在缺陷（裂纹、疏松、气孔、夹渣等）使其在长期承受振动的过程中可能产生宏观裂纹源，最终导致构件的疲劳破坏。

6一、船体振动的危害2.对船体结构的损害振动使高应力区的船体结构出现裂缝、或产生疲劳破坏，•振动使高应力区的船体结构出现裂缝或产生疲劳破坏，从而影响其安全性和正常使用。

③当实测振动应力为10~20N/mm2时，结构就可能发生损坏。

④尤其在尾部结构、焊缝附近和应力集中的部位更易破坏。

7一、船体振动的危害3.对机器设备的危害•振动使机器仪表和设备失常寿命缩短或损坏• 振动使机器、仪表和设备失常，寿命缩短或损坏。

1）过度的振动使计算机、自动控制的仪表设备失灵或损坏，影响航行安全。

振动测量方法和标准振动测量是一种用于评估机械设备运行状况和故障诊断的重要工具。

通过测量机械设备产生的振动信号，可以获得有关设备结构的信息以及潜在故障的迹象。

正确选择适当的振动测量方法和遵循相应的标准，对于准确评估设备状况和制定维护计划至关重要。

本文将探讨振动测量方法和标准的相关内容。

1、振动测量方法1.1 加速度传感器加速度传感器是一种广泛用于振动测量的传感器。

它可以测量垂直方向和水平方向的加速度。

该传感器将振动转化为电信号，进而分析并显示振动特性。

加速度传感器具有高频响应和较低的成本，适用于连续振动监测和机械故障诊断。

1.2 速度传感器速度传感器可以测量振动的速度。

它适用于低频振动测量和对振动的整体评估。

速度传感器可以直接测量振动，并提供振动速度的输出信号。

与加速度传感器相比，速度传感器具有较低的灵敏度和频率响应，但在某些应用中仍然具有一定的实用价值。

1.3 位移传感器位移传感器可以测量振动的位移。

它适用于低频振动测量和对机械设备结构变化的评估。

位移传感器可以直接测量振动的位移，并提供相应的输出信号。

位移传感器通常具有较低的频率响应和较高的灵敏度，适用于对振动幅值的精确测量。

2、振动测量标准2.1 ISO 10816系列标准ISO 10816系列标准是振动测量中最常用的国际标准之一。

该系列标准规定了振动测量的一般要求，以及根据不同类型的机械设备和应用的振动限值。

这些标准提供了一种测量和评估机械设备振动水平的一般方法，并提供了用于判断机械设备运行状况的准则。

2.2 ASME标准ASME标准适用于美国机械工程师学会制定的振动测量标准。

这些标准更加具体和详细，适用于各类机械设备和应用。

ASME标准提供了更为细致的振动测量方法和评估准则，有助于更准确地判断设备的运行状况，并制定相应的维护计划。

2.3 DIN标准DIN标准是德国国家标准组织制定的振动测量标准。

这些标准被广泛用于欧洲地区。

DIN 标准与ISO标准相似，提供了一种测量和评估机械设备振动的方法和准则。