振动测试技术基础培训

8.1 振动的基础知识与信号的分类类似，机械振动根据振动规律可以分成两大类：稳态振动和随机振动，如图8.1所示。

振动的幅值、频率和相位是振动的三个基本参数，称为振动三要素。

只要测定这三个要素，也就决定了整个振动运动。

图8.1 振动的种类和特征简谐振动是最基本的周期运动，各种不同的周期运动都可以用无穷个不同频率的简谐运动的组合来表示。

本节讨论最为简单的单自由度系统在两种不同激励下的响应(即单自由度系统的受迫振动):质量块受力产生的受迫振动基础运动产生的受迫振动以利于正确理解和掌握机械振动测试及分析技术的有关概念。

在振动测量时，应合理选择测量参数。

如振动位移是研究强度和变形的重要依据；振动加速度与作用力或载荷成正比，是研究动力强度和疲劳的重要依据；振动速度决定了噪声的高低，人对机械振动的敏感程度在很大频率范围内是由振动速度决定的，振动速度又与能量和功率有关，并决定了力的动量。

简谐振动简谐振动的运动规律可用简谐函数表示，即振动的运动规律为：(8.2)(8.3)比较式(8.1)至(8.3)可见，速度的最大值比位移的最大值导前900 ，加速度的最大值要比位移最大值导前1800 。

质量块受力产生的受迫振动如图8.2所示为单自由度系统在质量块受力所产生的受迫振动示意图。

在外力f(t)的作用下，质量块m的运动方程为：（8.4）式中c为粘性阻尼系数，k为弹簧刚度，位移y(t)为振动系统的输出。

这是一个典型的二阶系统，其系统频率响应函数H(ω)和幅频特性函数、相频特性函数ϕ(ω)分别为：（8.5a）图8.2 质量块受力所产生的受迫振动（8.5b）（8.5c）式中：ω基础运动的圆频率；ζ振动系统的阻尼比， ；。

（8.6） 由上式可见，在幅频特性图上，质量块受力产生的受迫振动其共振频率ωr总是小于系统的固有频率ωn，阻尼越小两者越靠近，因此，在小阻尼情况下可以采用ωr作为的ωn估计值；而在相频特性图上，不管系统的阻尼比为多少，在ωr/ωn=1时位移始终落后于激振力90°。

【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。

任务4 振动测试技术铁路工程结构的振动试验中，常有大量的物理量如应力（应变）、位移、速度、加速度等，需要进行量测、记录和分析。

由于结构的动应变与静应变的测量元件、测量方法基本相同，不同之处在于需要采用动态应变仪进行量测。

振动参量可用不同类型的传感器予以感受拾起，并从被测量对象中引出，形成测量信号，将能量通过测量线路发送出去，再通过仪器仪表将振动过程中的物理量进行测量并记录下来。

传感器是振动测试系统中的一个重要组成部分，它具有独立的结构形式。

按照被测物理量来分类，传感器可以分为位移传感器、速度传感器和加速度传感器；按照工作原理来分类，传感器可以分为机械式传感器和电测传感器（包括磁电式、压电式、电感式、应变式）两大类。

在本节中，主要介绍各类振动参量测试仪器及传感器的基本原理、构造与使用方法。

一、惯性式传感器惯性式传感器有位移、速度及加速度传感器三种。

它的特点是直接对机械量（位移速度、加速度）进行测量，故输入、输出均为机械量。

常用的惯性式位移传感器有：机械式测振仪、地震仪等。

惯性式传感器的工作原理及其特性曲线在振动传感果中最具有代表性，其他类型传感器大都是在此基础上发展而得到的。

在惯性式传感器中，质量弹簧系统将振动参数转换成了质量块相对于仪器壳体的位移，使传感器可以正确反映振动体的位移、速度和加速度。

但由于测试工作的需要，传感器除应正确反映振动体的振动外，还应不失真地将位移、速度和加速度等振动参量转换为电量，以便用电量进行量测。

一般地，桥梁结构、厂房、民用建筑的一阶自振频率在零点几到十几赫兹之间，这就要求传感器具有很低的自振频率。

为降低an，必须加大质量块m。

因此一般惯性式位移传感器的体积较大也较重，使用时对被测系统有一定影响，特别对于一些质量较小的振动体就不太适用。

当被测对象振动频率与惯性式传感器的固有频率之比变化时，可以测量不同的振动参量。

更接近于物此时，测得的壳体位移接近于物体的位移。

若选用较大的阻尼系数，δ体位移，此时惯性式传感器可用于动位移的测量，故称为位移传感器。

拱桥振动测试姓名：刘*学号：*******班级：研14-1班课程：振动测试技术年月：2015年7月18日目录一振动测试概述 (1)1 振动分类及描述 (1)2 振动基本参量表示方法 (1)3 振动测试仪器分类及配套使用 (3)4 窗函数的分类及用途 (4)5 信号采集及分析过程中出现的问题，怎样解决？ (7)二、惯性式速度型与加速度型传感器 (8)1 惯性式速度传感器的分类 (8)2 压电式加速度传感器 (9)三振动特性参数的常用量测方法 (12)1 振动基本参数的量测 (12)2 简谐振动频率的量测 (12)3 机械系统固有频率的测量 (12)4 简谐振动幅值的测量： (12)5衰减系数的测量： (13)6结构动力特性参数量测 (13)7 稳态正弦激振及测试 (13)8 瞬态激振及测试 (14)9 随机激振及测试 (15)四题目（结构设计） (16)1 结构设计资料及试验要求 (16)2.试验目的 (18)3.试验方法 (18)4 结果分析 (20)五概念 (22)1 功率谱 (22)2 自相关函数 (22)3 互相关函数 (23)4 相干函数 (23)5 传递函数 (24)六模态分析 (26)1 概念 (26)2 方法分类及理解 (26)一振动测试概述1 振动分类及描述按照运动的表现形式，振动可以分为确定性和非确定性振动（即随机振动）。

确定性振动又分为周期性和非周期性振动。

周期性振动分为简谐振动和复杂周期振动。

非周期运动又分为准周期和瞬态振动。

非确定性振动分为平稳随机和非平稳随机，平稳随机又分为各态历经和非各态历经。

按振动激励类型分类，振动可分为随机自由振动和随机强迫振动。

按振动位移的特征分类，振动可分为：横向振动（振动体上的质点在垂直于轴线的方向产生位移的振动）、纵向振动（振动体的质点沿轴线方向产生位移的振动）和扭转振动（振动体上的质点沿轴线方向产生位移的振动）。

周期运动的最简单形式是简谐振动。

振动分析师培训课件Contents目录•振动分析概述•振动分析基础知识•振动分析技术•振动分析案例•振动分析软件与工具•振动分析师的职业发展与认证01定义高效的运行。

目的振动分析的定义和目的振动信号的测量振动信号的分析振动模型的建立振动预测和控制01020304通过传感器测量振动信号，如加速度、速度和位移等。

对测量得到的振动信号进行分析，包括时域分析和频域分析。

根据实际系统的结构和动力学特性，建立振动模型，如线性模型和非线性模型。

基于建立的模型和实际测量得到的信号，预测和控制系统的振动性能。

02振动系统的分类线性系统是指其输出响应与输入激励成正比的系统，如弹簧-质量-阻尼器系统。

非线性系统是指其输出响应与输入激励不成正比的系统，如摩擦力、磁滞等。

时变系统是指系统的参数随时间变化的系统，如受温度影响的弹性模量。

随机系统是指其输出响应具有随机性质的系统，如地震、海浪等。

线性系统非线性系统时变系统随机系统时域分析频域分析时频分析特征提取振动信号的描述和分析方法时频分析是同时考虑时间和频率特性的分析方法，如短时傅里叶变换、小波变换等。

特征提取是从振动信号中提取出能够反映系统特性的参数或指标的方法，如频率、幅值、相位等。

传感器数据采集器是用来采集和记录振动信号的设备，如示波器、数据采集卡等。

数据采集器激振器抗干扰技术是用来减小测量误差和干扰的影响，如信号调理、滤波等。

抗干扰技术振动测试设备与测量技术03通过时域波形图，可以观察到振动信号随时间的变化情况，了解振动的幅值和趋势。

时域波形图峰值检测平均值计算峰值检测是时域分析中的重要手段，通过检测信号中的峰值，可以了解振动信号的最大值和最小值。

平均值计算是评估振动信号总体“平均”水平的重要方法，通常用于评估设备的平均运行状态。

030201频谱分析障和异常。

频谱图频率成分的信号。

滤波器设计模态振型通过模态分析，可以识别出结构的模态类型和模态参数，为结构的动态特性和稳定性分析提供依据。

汽机振动培训资料汽机振动是指汽轮机、柴油机或其他内燃机在运行过程中产生的振动现象。

振动的发生主要是由于机械部件的不平衡、偏心、不对中和松动等问题引起的。

振动不仅会对机械设备本身造成损害，还会对整个系统的稳定运行产生不利影响。

因此，进行汽机振动培训是非常重要的。

首先，汽机振动培训应重点介绍振动的原因和分类。

振动的分类很多，可以按照振动的方向（横向、纵向、径向振动）、频率（低频、中频、高频振动）、类型（自由振动、强迫振动）等进行分类。

了解振动的原因和分类可以帮助人们更好地分析和解决振动问题。

其次，汽机振动培训应着重讲解振动的危害和影响。

振动会导致设备结构的疲劳破坏、轴承的磨损和损坏、密封件的泄漏等问题。

振动还会引起设备噪音、不平衡的工作状态和能效下降。

所以，我们务必要认识到振动给设备运行带来的危害和影响，及时采取措施进行振动的监测和控制。

第三，汽机振动培训应明确振动监测和诊断的方法与技术。

现代科学技术的进步为我们提供了许多先进的振动监测和诊断方法，例如：振动传感器的应用、频谱分析技术、时域分析技术和功率谱分析技术等。

这些方法和技术的运用可以帮助我们实时监测振动情况，及时判断设备是否存在问题，进而采取相应的措施进行维修和保养。

最后，汽机振动培训应介绍振动控制和预防的方法。

振动控制可以通过平衡、对中和固定松动部件等方法实现。

预防振动则需要进行设备定期维护保养、改善工作条件、提高设备的制造质量等工作。

只有将振动控制和预防措施相结合，才能有效降低设备振动风险，保证设备的正常运行。

总结起来，汽机振动培训是非常重要且必要的。

通过振动培训，我们可以了解振动的原因和分类，认识到振动给设备运行带来的危害和影响，掌握振动监测和诊断的方法与技术，以及学习振动控制和预防的方法。

只有通过培训，我们才能提高振动问题解决的能力，确保设备的正常运行和安全运行。

CSI振动测量和故障分析的初级培训2010年12月21日摘要(summary)：主要讲述了振动的基本原理。

机械振动的原因。

振动的三要素。

通常分析的频谱图。

频谱分析的一些术语。

机械故障频率特征。

实施振动诊断的步骤。

振动诊断三部曲。

CSI2130机械状态分析仪的应用。

用PEAKVUE技术检测应力波。

SST技术的应用。

故障诊断实例分析。

关键词(Key Words)：PEAKVUE技术、SST技术、振动诊断。

第一讲振动分析的基本原理振动的基本原理惯性力阻尼力弹性力干扰力1、基本概念1）振动的概念：振动是一种特殊的力学运动形式，它是指质点或机械动力系统在某一稳定平衡位置随时间变化所做的一种往复式运动。

振动的分类，四种振动形式：简谐振动：运动量随时间按谐和函数的形式变化周期振动：运动量变化经过一个固定的时间间隔不断重复非周期振动：振动量变化随时间不呈现重复性随机振动：任一给定时刻的运动量不能预先确定2）简谐振动与复合振动旋转机械最基本的振动形式是简谐振动两个以上频率不相同的简谐振动合成在一起，便形成一个复合振动，反过来，任何周期振动又都可以分解成若干个简谐振动。

付里叶变换是进行这种分解的有效工具。

3）振动位移、速度和加速度振幅的量度简谐振动位移的大小，用振幅Ap表示，即最大位移到平衡位置之间的距离，也称作单峰值；振动的波峰与波谷之间的垂直距离称作为峰峰值，表示为Ap-p；4）振动速度测量：ISO标准规定，振动速度的均方根值，即有效值为“振动烈度”，作为衡量振动强度的一个标准，我们平时测振动速度就是测这个值5）旋转机械相位的物理意义和测量2 机械振动的原因⏹设计制造缺陷⏹安装或维护不当⏹操作流程有误⏹设备存在故障3 振动的基础知识1）振动的三要素⏹幅值⏹频率⏹相位2）通常分析的频谱图⏹频谱分析⏹时域波形分析⏹瀑布图分析⏹瞬态分析3）频谱分析的一些术语⏹转送1倍频⏹转送2倍频⏹转送3倍频⏹谐波⏹叶轮通过频率⏹齿轮啮合频率⏹轴承故障频率⏹皮带故障频率⏹同步频率与非同步频率⏹次同步频率4、测量单位及检测类型位移（Pk-Pk）：适合于低频范围速度（Rms, Pk）：适合于中频段加速度（ Pk ）：适合于高频段5 机械故障频率特征如不平衡频率特征，不对中频率特征，磨擦频率特征，松动频率特征，共振频率特征，油膜激振频率特征等等。