基于微加速度计的并联机构振动分析及测试实验
- 格式:pdf
- 大小:301.10 KB
- 文档页数:4
震动强度检测实验报告实验目的:本实验旨在通过震动强度检测,研究不同震动强度对物体的影响,并探究震动在实际生活中的应用。
实验原理:震动强度是指震动产生的机械能传播的强度大小,可通过测量物体振动时的位移、速度或加速度来进行评估。
在本实验中,使用加速度传感器来测量物体振动时的加速度值。
实验装置与材料:- 加速度传感器- 数据采集仪- 物体样品- 电脑实验步骤:1. 将加速度传感器固定在物体表面,并连接到数据采集仪上。
2. 将物体置于固定平台上,并确保固定平台与地面接触良好,以减小外界干扰。
3. 打开数据采集仪的软件,并设置合适的采样频率和采样时间。
4. 启动数据采集,并对物体进行震动。
5. 震动结束后,停止数据采集,并将采集到的数据保存至电脑。
实验数据处理与分析:1. 将数据导入数据处理软件,生成加速度-时间(a-t)曲线。
2. 分析曲线的特征,包括峰值加速度、持续时间和周期等。
3. 绘制不同震动强度下的峰值加速度随时间的变化曲线,并进行比较和分析。
实验结果与讨论:根据实验数据处理与分析,得出以下结论:1. 震动强度与物体所受的加速度呈正相关关系,即震动强度越大,物体所受加速度越大。
2. 震动强度对物体的影响在一定范围内可视为线性关系。
3. 震动强度对物体的持续时间和周期也有一定影响,随着震动强度增大,物体所受的持续时间和周期也会增加。
实验应用:震动强度检测在许多领域中都有广泛的应用,例如:1. 工程领域中,可用于评估建筑物或桥梁的抗震能力,以保证其在地震中的安全性。
2. 汽车工业中,可用于评估汽车零部件的振动状况,以提高汽车的舒适性和可靠性。
3. 生物医学领域中,可用于评估人体器官在振动环境下的安全性,以指导手术和医疗设备的设计。
结论:通过本实验,成功地进行了震动强度检测,并分析了不同震动强度对物体的影响。
实验结果表明,震动强度对物体的加速度、持续时间和周期具有一定影响。
震动强度检测在工程、汽车和医疗等领域具有重要的应用前景。
rlc并联谐振电路实验报告一、实验目的二、实验原理三、实验器材和仪器四、实验步骤五、实验结果分析六、实验结论一、实验目的本次实验旨在掌握并理解RLC并联谐振电路的基本原理及其特性,通过对电路参数的调整和观察,加深对谐振电路的认识和理解。
二、实验原理1. RLC并联谐振电路的基本原理RLC并联谐振电路由一个电感L、一个电容C和一个固定阻值R组成。
当该电路被接到交流源上时,如果交流源频率等于该电路的共振频率,则该电路会出现共振现象。
此时,整个电路中流动的电流将达到最大值,并且在L和C之间形成一个高阻抗区域。
2. 共振频率计算公式RLC并联谐振电路的共振频率f0可以通过以下公式进行计算:f0 = 1 / (2π√LC)3. 实验器材和仪器本次实验所需器材和仪器如下:- RLC并联谐振电路板- 信号发生器- 示波器- 万用表四、实验步骤1. 连接电路将RLC并联谐振电路板、信号发生器和示波器进行连接。
具体连接方式如下:- 将信号发生器的正极接到电路板上的“+”端口,负极接到“-”端口。
- 将示波器的探头分别接到电路板上的“Vout”和“GND”端口。
2. 测量电路参数使用万用表测量电路板上的电感L、电容C和阻值R,并记录下来。
3. 调节信号发生器频率将信号发生器输出频率调整为从几百Hz开始逐渐增加,直到观察到示波器上出现共振现象为止。
记录下此时的频率f0。
4. 观察示波器曲线观察示波器上的曲线,包括幅度和相位。
通过调整信号发生器频率,观察曲线幅度和相位随着频率变化而变化的情况。
5. 改变电路参数改变电路板上的L、C或R值,再次进行步骤3和4,并记录下观察结果。
五、实验结果分析在本次实验中,我们成功地制作了一个RLC并联谐振电路,并通过实验观察到了电路的共振现象。
通过调整信号发生器频率,我们成功地找到了该电路的共振频率f0,并观察到了示波器上的曲线幅度和相位随着频率变化而变化的情况。
在改变电路参数后,我们发现电路的共振频率和曲线幅度、相位等特性会发生变化。
加速度传感器振动测量实验总结引言在工程领域中,振动测量是一个重要的应用领域。
通过监测和分析振动信号,可以获取到物体的运动状态、结构的健康状况以及运动中的异常情况。
而加速度传感器是常用的振动测量设备之一,可以用来测量物体在振动过程中的加速度变化。
本次实验旨在探究加速度传感器在振动测量中的应用,以及对其实验结果进行分析和总结。
实验目的本次实验的目的是通过加速度传感器测量不同振动情况下的加速度信号,并对实验结果进行分析,从而探究加速度传感器在振动测量中的应用。
实验步骤实验器材准备1.加速度传感器:保证传感器的正常工作状态,检查传感器的运行指示灯,确认传感器已连接到计算机。
2.计算机:用于接收和分析加速度传感器测得的数据。
实验操作流程1.将加速度传感器固定在待测物体上。
2.设置实验参数,如采样率、采样时间等,并开始数据采集。
3.对待测物体施加不同类型的振动,如单频振动、多频振动等。
4.停止数据采集,保存实验数据。
5.使用数据分析软件导入实验数据,并进行分析。
实验结果与分析单频振动实验1.实验条件:振频为20Hz,持续时间为30s。
2.实验结果:根据实验数据绘制加速度-时间曲线,观察到振动状态随时间呈周期性变化。
3.分析:从曲线中可以得知物体的振幅、频率,进而判断出物体的振动特性。
多频振动实验1.实验条件:振频为10Hz和30Hz,持续时间为30s。
2.实验结果:绘制加速度-时间曲线,观察到振动状态随时间的变化,其中包含两个频率的振动信号。
3.分析:通过分析曲线中不同频率的振动成分,可以判断物体的多频振动特性,并进一步分析结构的稳定性和异常情况。
实验心得优点1.加速度传感器可以实时、准确地测量振动加速度信号,为振动分析提供了有效的数据基础。
2.实验操作简单,操作流程清晰,适合工程实验室内的日常学习和科研活动。
不足之处1.在实验过程中,传感器的位置和固定方式对实验结果可能会产生一定的影响,需要注意传感器的安装调整。
第1篇一、实验目的1. 了解振动测试的基本原理和方法;2. 掌握振动测试仪器的使用方法;3. 学会分析振动测试结果,了解振动特性;4. 为振动测试在工程中的应用提供理论依据。
二、实验原理振动测试是研究物体在振动下的特性和行为的一种实验方法。
通过振动测试,可以了解物体的振动频率、振幅、相位等参数。
本实验采用加速度计和振动分析仪进行振动测试。
三、实验仪器1. 加速度计:用于测量振动加速度;2. 振动分析仪:用于分析振动信号,获取振动频率、振幅、相位等参数;3. 振动测试支架:用于固定加速度计和振动分析仪;4. 信号发生器:用于产生振动信号;5. 激励装置:用于驱动振动测试支架。
四、实验步骤1. 准备实验器材,将加速度计和振动分析仪固定在振动测试支架上;2. 将加速度计安装在激励装置上,调整加速度计的测量方向;3. 连接信号发生器和激励装置,设置振动信号的频率和幅值;4. 启动激励装置,开始振动测试;5. 利用振动分析仪实时采集加速度信号,并进行分析;6. 记录振动测试结果,包括振动频率、振幅、相位等参数;7. 分析振动测试结果,了解振动特性;8. 对比不同振动条件下的测试结果,研究振动对物体的影响。
五、实验结果与分析1. 振动频率:通过振动分析仪实时采集到的加速度信号,可以计算出振动频率。
在本实验中,振动频率约为100Hz。
2. 振幅:振动分析仪实时采集到的加速度信号,可以计算出振动幅值。
在本实验中,振动幅值约为0.5g。
3. 相位:振动分析仪实时采集到的加速度信号,可以计算出振动相位。
在本实验中,振动相位约为-90°。
4. 振动特性分析:通过对振动测试结果的分析,可以发现以下特点:(1)振动频率与激励信号的频率一致;(2)振动幅值随激励信号的幅值增大而增大;(3)振动相位与激励信号的相位差约为-90°。
六、实验结论1. 本实验验证了振动测试的基本原理和方法,掌握了振动测试仪器的使用方法;2. 通过振动测试,可以了解物体的振动特性,为振动测试在工程中的应用提供理论依据;3. 振动测试结果与激励信号的频率、幅值、相位等参数密切相关。
振动测试技术实验报告2020-11-17目录实验一机械振动基本参数测量 (2)一、实验目的 (2)二、实验内容 (2)三、实验系统框图 (2)四、实验原理 (2)五、测量过程 (4)六、实验结果与分析 (4)实验二用自由衰减法测量单自由度系统固有频率和阻尼比 (6)一、实验目的 (6)二、实验系统框图 (6)三、实验原理 (6)四、实验方法 (8)实验三用共振法测简支梁的固有频率、阻尼比和振型 (10)一、实验目的 (10)二、实验系统框图 (10)三、实验原理 (10)四、仪器参数设置 (12)五、实验步骤 (13)六、实验结果与分析 (13)七、思考题 (15)实验四用正弦扫频、随机和敲击激励测简支梁的频率响应函数 (16)一、实验目的 (16)二、实验系统框图 (16)三、实验原理 (16)四、实验方法 (19)五、实验结果记录与分析 (20)六、思考题 (21)实验五用锤击法测量简支梁的模态参数 (23)一、实验目的 (23)二、实验系统框图 (23)三、实验原理 (23)四、实验步骤 (26)五、实验结果和分析 (29)实验六用不测力模态分析法测量简支梁的模态参数 (31)一、实验目的 (31)二、实验系统框图 (31)三、实验原理 (31)四、实验步骤 (32)五、实验结果和分析 (33)实验一 机械振动基本参数测量一、实验目的1、掌握位移、速度和加速度传感器工作原理及其配套仪器的使用方法。
2、掌握电动式激振器的工作原理、使用方法和特点。
3、熟悉简谐振动各基本参数的测量及其相互关系。
二、实验内容1、用位移传感器测量振动位移。
2、用压电加速度传感器测量振动加速度。
3、用电动式速度传感器测量振动速度。
三、实验系统框图实验设备及接线如图所示四、实验原理在振动测量中,振动信号的位移、速度、加速度幅值可用位移传感器、速度传感器或加速度传感器来进行测量。
图1-2-1 测试系统框图动态信号采集器简支梁激振器信号发生器功率放大器电荷放大器变换器计算机速度传感器位移传感器加速度传感器设振动位移、速度、加速度分别为x 、v 、a ,其幅值分别为B 、V 、A ,当sin()x B t ωϕ=-时,有sin()2v x B t πωωϕ==-+2sin()a x B t ωωϕπ==-+式中:ω — 振动角频率, ϕ — 初相角, 则位移、速度、加速度的幅值关系为V B ω= 2A B ω=由上式可知,振动信号的位移、速度、加速度的幅值之间有确定的关系,根据这种关系,只要用位移、速度或加速度传感器测出其中一种物理量的幅值,在测出振动频率后,就可计算出其它两个物理量的幅值,或者利用测试仪或动态信号分析仪中的微分、积分功能来进行测量。
检测振动的实验报告本实验旨在探究振动的基本特性,通过实验测量和分析,学习振动的周期、频率和振幅,并了解振动的形成原因以及振动的应用。
实验原理:振动是物体在平衡位置附近以某种规律往复运动的现象,其中的振幅、频率和周期是振动的基本特性。
振幅(A):振动最大偏离平衡位置的距离。
周期(T):一个完整的振动往复运动所需的时间。
频率(f):单位时间内所完成的振动往复运动的次数。
根据振幅与周期、频率之间的关系,可以得出以下公式:f=1/TT=1/f实验仪器与材料:1. 振动装置2. 实验电路3. 示波器4. 计时器5. 可调谐振子6. 钢球7. 尺子实验步骤:1. 将实验电路连接好,并将振动装置固定在台架上。
2. 通过调节振动装置的频率,使得振动台面上的钢球能够开始振动。
3. 用计时器记录下钢球进行一次完整的振动所需的时间,即一个周期的时间T。
4. 通过示波器观察振动过程,并记录下最大振幅的数值A。
5. 重复步骤2-4,通过调节频率,获得多组不同的T和A的数值。
数据处理与分析:根据实验记录,计算出每组数据的频率f,并计算出振幅与周期、频率之间的关系。
实验结果:试验次数周期(T)/s 频率(f)/Hz 振幅(A)/cm1 0.5 2.0 4.02 0.6 1.67 3.03 0.7 1.43 2.54 0.8 1.25 2.05 0.9 1.11 1.56 1.0 1.0 1.0根据实验数据,绘制频率f与振幅A以及周期T之间的关系图:(插入数据处理图表)根据图表分析得出结论:1. 振幅与频率成反比关系:振幅越大,频率越小;振幅越小,频率越大。
这是因为振动所需的能量是一定的,在振动过程中,能量的转化会导致振幅减小而频率增大,反之亦然。
2. 振幅与周期成正比关系:振幅越大,周期越大;振幅越小,周期越小。
这是因为振幅与物体的振动速度和动能有关,在振动过程中,能量的损耗会导致振幅减小而周期增大,反之亦然。
应用领域:振动在生活中有很多应用,例如:1. 振动传感器:用于感受和测量机械设备的振动情况,可以及时检测到设备的故障和异常,保障设备的正常运行。
第1篇实验名称:实验室震动分析实验日期:2023年3月15日实验地点:实验室振动台实验人员:张三、李四、王五一、实验目的1. 了解震动分析的基本原理和方法。
2. 掌握实验室振动台的使用方法。
3. 通过实验,分析不同振动条件下的震动特性。
二、实验原理震动分析是研究物体在受到周期性或非周期性外力作用下的动态响应过程。
本实验通过实验室振动台对物体进行振动,利用传感器采集震动信号,通过分析信号,得到物体的振动特性。
三、实验仪器与材料1. 实验室振动台2. 传感器3. 数据采集器4. 个人电脑5. 振动实验样品四、实验步骤1. 准备工作:将振动实验样品放置在振动台上,确保样品与振动台接触良好。
2. 连接仪器:将传感器固定在样品上,将传感器输出端连接到数据采集器,数据采集器与个人电脑连接。
3. 设置实验参数:根据实验需求,设置振动台振动频率、振动幅度等参数。
4. 开始实验:启动振动台,使样品进行振动,同时启动数据采集器,记录震动信号。
5. 数据分析:将采集到的震动信号导入电脑,利用振动分析软件进行数据处理和分析。
6. 实验结束:关闭振动台,整理实验器材。
五、实验结果与分析1. 振动频率分析:根据实验数据,分析样品在不同振动频率下的振动特性。
从实验结果可以看出,随着振动频率的增加,样品的振动幅度逐渐减小,振动速度逐渐增大。
2. 振动幅度分析:在相同振动频率下,分析样品在不同振动幅度下的振动特性。
实验结果表明,随着振动幅度的增加,样品的振动速度和加速度也随之增加。
3. 振动响应分析:分析样品在振动过程中的响应特性,包括振动速度、加速度和位移。
从实验结果可以看出,在低频振动下,样品的振动响应较小;在高频振动下,样品的振动响应较大。
4. 振动稳定性分析:观察样品在振动过程中的稳定性,包括振动幅度、频率和相位。
实验结果表明,在振动过程中,样品的振动幅度、频率和相位保持稳定。
六、实验结论1. 通过本实验,掌握了实验室振动台的使用方法,了解了震动分析的基本原理和方法。
第1篇一、实验目的1. 理解振动测量原理,掌握振动测量方法。
2. 学会使用振动测量仪器,如加速度计、速度计等。
3. 了解振动信号分析技术,包括频谱分析、时域分析等。
4. 分析实验数据,掌握振动特性,为工程应用提供依据。
二、实验原理振动测量是通过测量振动体的位移、速度或加速度等参数来描述振动现象的过程。
常用的振动测量方法有直接测量法和间接测量法。
1. 直接测量法:通过测量振动体的位移、速度或加速度等参数,直接获得振动信息。
如使用加速度计、速度计等。
2. 间接测量法:通过测量振动体的其他参数,如振动频率、振幅等,间接获得振动信息。
三、实验仪器与设备1. 振动信号发生器:用于产生不同频率、振幅的振动信号。
2. 加速度计:用于测量振动体的加速度。
3. 速度计:用于测量振动体的速度。
4. 振动分析仪:用于分析振动信号,如频谱分析、时域分析等。
5. 激光测距仪:用于测量振动体的位移。
6. 实验台架:用于固定振动信号发生器和振动测量仪器。
四、实验步骤1. 实验前准备:熟悉实验原理、仪器操作,了解实验注意事项。
2. 连接实验电路:将振动信号发生器、加速度计、速度计等仪器连接到实验台架上。
3. 调整实验参数:设置振动信号发生器的频率、振幅等参数,确保振动信号符合实验要求。
4. 测量振动参数:启动振动信号发生器,记录加速度计、速度计等仪器的输出信号。
5. 分析实验数据:使用振动分析仪对振动信号进行分析,如频谱分析、时域分析等。
6. 实验结果处理:整理实验数据,绘制实验曲线,分析振动特性。
五、实验结果与分析1. 实验数据整理:将加速度计、速度计等仪器的输出信号进行整理,包括时间、频率、振幅等参数。
2. 实验曲线绘制:根据实验数据,绘制加速度-时间曲线、速度-时间曲线等。
3. 频谱分析:使用振动分析仪对振动信号进行频谱分析,确定振动频率、振幅等参数。
4. 时域分析:使用振动分析仪对振动信号进行时域分析,观察振动波形、相位等参数。
第 31 卷第 19 期2023 年 10 月Vol.31 No.19Oct. 2023光学精密工程Optics and Precision Engineering并联式六维加速度感知机构的操作性能研究进展尤晶晶*,史浩飞,张显著(南京林业大学机械电子工程学院,江苏南京 210037)摘要:六维加速度感知在机器人、航空航天、超精密加工等领域均具有迫切的应用需求,已成为高端装备向“超精尖”发展的一项核心技术。
并联式六维加速度传感器具有结构紧凑、动力学解耦精度高等突出优势,其测量性能与感知机构的操作性能有关。
从工作机理的角度,阐述了并联式六维加速度感知机构与并联机器人、并联式六维力感知机构之间的差异。
从数学和力学的角度,系统阐释了并联式六维加速度感知机构的静刚度、奇异性、基频共振和故障修复四项操作性能的表征和优化方法,并剖析了现有方法尚不具备自适应性的原因。
接着,阐明六维加速度标定平台的必要性和基本要求,并分析了四种原理方案的优缺点。
最后,指出挖掘感知机构“性能-结构-激励”三者之间的内在联系,并突破几何/拓扑结构的重构、标定平台的设计和优化这些关键问题,有助于充分发挥并联式六维加速度感知机构的性能优势。
关键词:六维加速度传感器;并联机构;静刚度;奇异性;基频共振;故障修复中图分类号:TH825 文献标识码:A doi:10.37188/OPE.20233119.2867Research process on operation performances of parallel type six-axis acceleration sensing mechanismsYOU Jingjing*,SHI Haofei,ZHANG Xianzhu(College of Mechanical and Electronic Engineering, Nanjing Forestry University,Nanjing 210037, China)* Corresponding author, E-mail: youjingjing251010@Abstract:Six-axis acceleration sensing has urgent application demands in the fields of robotics,aero⁃space,and ultra-precision machining,having become the core technology in the development of cutting-edge high-end equipment.Parallel-type six-axis accelerometers offer the salient advantages of compact structures and high decoupling precisions, and their measurement performance relates to the operation per⁃formance of sensing mechanisms. First, from the perspective of working mechanisms, this paper clarifies five differences between parallel-type six-axis acceleration sensing mechanisms, parallel robots, and paral⁃lel-type six-axis force sensing mechanisms. From mathematical and mechanical perspectives, it then sys⁃tematically describes the characterization and optimization methods for operation performance factors, in⁃cluding static stiffness, singularity, fundamental resonance, and fault restoration, and analyzes reasons for the non-adaptive nature of existing methods. Subsequently, the necessity and basic requirements of six-di⁃mensional acceleration calibration platforms are elucidated,and the advantages and disadvantages of four 文章编号1004-924X(2023)19-2867-17收稿日期:2023-02-08;修订日期:2023-03-13.基金项目:国家自然科学基金资助项目(No.51405237);江苏省研究生科研与实践创新计划项目(No.KYCX22_ 1052)第 31 卷光学精密工程principle schemes are analyzed. Finally, it is concluded that to fully leverage the performance advantages of parallel-type six-axis acceleration sensing mechanisms,it is necessary to further address key technical problems by exploring internal performance relationships,structures,and excitations;reconfiguring geo⁃metric and topological structures; and designing and optimizing calibration platforms.Key words: six-axis accelerometer;parallel mechanism;static stiffness;singularity;fundamental reso⁃nance; fault restoration1 引言随着科学技术的发展,三维空间内物体的六维运动(或称“螺旋运动”)探测越来越重要。