振动测量仪器
振动测量仪器是一种专门用来测量振动的物理量的仪器。这类仪器的主要组成部分包括振动换能器、前置放大器以及处理和变换仪器。其中,振动换能器能够将振动转化为光学、机械或电学信号,这些信号的强度与被检测的振动量成比例关系。前置放大器则负责对换能器产生的信号进行阻抗变换和放大。最终,处理和变换仪器会对这些信号进行分析并显示相应的振动量读数。
组成
振动换能器
振动换能器的作用是将振动量转换为光学、机械或电学信号。常见的振动换能器类型包括:
加速度计:一种输出与振动加速度成比例的换能器,常见形式为压电加速度计,其底座固定于振动体上。加速度计的种类多样,包括周围压缩型、中心压缩型、倒置中心压缩型、切变型、弯曲型和预紧筒型等。选择的加速度计重量应小于测试件重量的1/10。
速度拾振器:输出与速度输入成比例的换能器,常见的有电动式和涡流式。
位移拾振器:输出与位移输入成比例的换能器,常见的有静电式(或电容式)。
力换能器:用于测量机器的激发力和传递的力,可通过压电原理计算出传递率。与加速度计结合使用,可用于测量力阻抗,形成阻抗头。
积分器:通过积分网络将加速度计的输出信号转换为相应速度或位移的装置,常与声级计等仪器配合使用。
前置放大器
前置放大器的功能是对换能器产生的信号进行阻抗变换和放大。常见的前置放大器类型包括:
电压前置放大器:在输入级采用简单阻抗转换,具有简单可靠的特性,但随着电缆长度增加,电压灵敏度可能会降低。
电荷前置放大器:采用反馈技术对电容负载进行补偿,能够在使用长电缆时不降低换能器的灵敏度,且低频截止频率较低。
处理和变换仪器
处理和变换仪器的任务是对振动信号进行检测并在仪表上显示相应的振动量读数。常见的处理和变换仪器包括:
振动计:能够测量位移、速度或加速度,并支持外接滤波器等设备进行频谱分析。
滤波器:用于过滤特定频率范围内的振动信号,常见的频率范围为2~20000Hz,频带宽度可分为窄带、1/3倍频带和1/1倍频带。
频率分析仪:频率范围一般为2~20000Hz,提供不同带宽的带通滤波器。
实时分析仪:能够对声音和振动信号进行连续和瞬态分析,支持不同的频率范围和带宽分析。
记录器:用于记录振级,也可通过盒式录音磁带记录后再进行分析。
参考资料
振动测量仪器知识.百度文库.2024-10-30
振动测量仪器(续).百度学术搜索.2024-10-30
振动测量仪器.百度学术搜索.2024-10-30