光機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

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1、學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院：專業(yè)：班級(jí)：成績：姓名：學(xué)號(hào)：組別：組員：實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)日期：指導(dǎo)教師簽名：預(yù)習(xí)情況操作情況考勤情況數(shù)據(jù)處理情況實(shí)驗(yàn)（2）項(xiàng)目名稱：加速度傳感器、速度傳感器振動(dòng)測量實(shí)驗(yàn)和懸臂梁固有頻率測量實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱加速度傳感器、速度傳感器振動(dòng)測量實(shí)驗(yàn)和懸臂梁固有頻率測量實(shí)驗(yàn)2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅?）了解并掌握機(jī)械振動(dòng)信號(hào)測量的基本方法（2）掌握用瞬態(tài)激振方式，進(jìn)行機(jī)械阻抗測試的儀器組合及使用方法，了解瞬態(tài)激振時(shí)的數(shù)據(jù)處理方法（3）測出懸臂梁的固有頻率3.實(shí)驗(yàn)原理（1）振動(dòng)測量原理機(jī)械在運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)件的不平衡、負(fù)載的不均勻、結(jié)構(gòu)剛度的各向異性、間隙、潤滑不

2、良、支撐松動(dòng)等因素，總是伴隨著各種振動(dòng)。機(jī)械振動(dòng)在大多數(shù)情況下是有害的，振動(dòng)往往會(huì)降低機(jī)器性能，破壞其正常工作，縮短使用壽命，甚至造成事故。機(jī)械振動(dòng)還伴隨著同頻率的噪聲，惡化環(huán)境，危害健康。另一方面，振動(dòng)也被利用來完成有益的工作，如運(yùn)輸、夯實(shí)、清洗、粉碎、脫水等。這時(shí)必須正確選擇振動(dòng)參數(shù)，充分發(fā)揮振動(dòng)機(jī)械的性能。在現(xiàn)代企業(yè)管理制度中，除了對(duì)各種機(jī)械設(shè)備提出低振動(dòng)和低噪聲要求外，還需隨時(shí)對(duì)機(jī)器的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測、分析、診斷，對(duì)工作環(huán)境進(jìn)行控制。為了提高機(jī)械結(jié)構(gòu)的抗振性能，有必要進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)的振動(dòng)分析和振動(dòng)設(shè)計(jì)。這些都離不開振動(dòng)測試。4振動(dòng)測試包括兩種方式：一是測量機(jī)械或

3、結(jié)構(gòu)在工作狀態(tài)下的振動(dòng)，如振動(dòng)位移、速度、加速度、頻率和相位等，了解被測對(duì)象的振動(dòng)狀態(tài)，評(píng)定等級(jí)和尋找振源，對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測、分析、診斷和預(yù)測。二是對(duì)機(jī)械設(shè)備或結(jié)構(gòu)施加某種激勵(lì)，測量其受迫振動(dòng)，以便求得被測對(duì)象的振動(dòng)力學(xué)參量或動(dòng)態(tài)性能，如固有頻率、阻尼、剛度、頻率響應(yīng)和模態(tài)等。振動(dòng)的幅值、頻率和相位是振動(dòng)的三個(gè)基本參數(shù)，稱為振動(dòng)三要素。幅值：幅值是振動(dòng)強(qiáng)度的標(biāo)志，它可以用峰值、有效值、平均值等方法來表示。頻率：不同的頻率成分反映系統(tǒng)內(nèi)不同的振源，通過頻譜分析可以確定主要頻率成分及其幅值大小，從而尋找振源，采取響應(yīng)的措施。相位：振動(dòng)信號(hào)的相位信息十分重要，如利用相位關(guān)系確

4、定共振點(diǎn)、測量振型、旋轉(zhuǎn)件動(dòng)平衡、有源振動(dòng)控制、降噪等。對(duì)于復(fù)雜振動(dòng)的波形分析，各諧波的相位關(guān)系是不可缺少的。在振動(dòng)測量時(shí)，應(yīng)合理選擇測量參數(shù)，如振動(dòng)位移是研究強(qiáng)度和變形的重要依據(jù)；振動(dòng)加速度與作用力或載荷成正比，是研究動(dòng)力強(qiáng)度和疲勞的重要依據(jù)；振動(dòng)速度決定了噪聲的高低，人對(duì)機(jī)械振動(dòng)的敏感程度在很大頻率范圍內(nèi)是由速度決定的。速度又與能量和功率有關(guān)，并決定動(dòng)量的大小。（2）YD-37加速度傳感器簡介壓電傳感器的力學(xué)模型可簡化為一個(gè)單自由度質(zhì)量——彈簧系統(tǒng)。根據(jù)壓電效應(yīng)的原理，當(dāng)晶體上受到振動(dòng)作用力時(shí)后，將產(chǎn)生電荷量，該電荷量與作用力成正比，這就是壓電傳感器完成機(jī)電轉(zhuǎn)換的

5、工作原理。壓電式加速度傳感器在振動(dòng)測試領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，可以測量各種環(huán)境中的振動(dòng)量。YD-37加速度傳感器與DRBS-12-A型簡易電荷放大器的綜合靈敏度約是6080mV/m.s-2。(3)CD-21速度傳感器簡介CD-21振動(dòng)速度傳感器的基本原理是基于一個(gè)慣性質(zhì)量（線圈組件）和殼體，殼體中固定有磁鐵，慣性質(zhì)量用彈性元件懸掛在殼體上工作時(shí)，將傳感器殼體固定在振動(dòng)體上，這樣當(dāng)振動(dòng)體振動(dòng)時(shí)，在傳感器工作頻率范圍內(nèi)，線圈與磁鐵相對(duì)運(yùn)動(dòng)，切割磁力線，在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，該電壓值正比于振動(dòng)速度值，這就是振動(dòng)速度傳感器的工作原理。CD-21振動(dòng)速度傳感器的測量范圍是10~1000

6、Hz，靈敏度約是200mv/cm.s-2。（4）懸臂梁試驗(yàn)臺(tái)架由底座、懸臂梁、加速度傳感器、激振捶等構(gòu)成。懸臂梁結(jié)構(gòu)總體尺寸為120*110*150mm（長*寬*高）。可進(jìn)行懸臂梁固有頻率和阻尼系數(shù)的測量。實(shí)驗(yàn)時(shí)通過激振捶敲擊懸臂梁，產(chǎn)生脈沖激振，通過安裝在懸臂梁上的加速度傳感器獲取懸臂梁受瞬態(tài)激勵(lì)后輸出的振動(dòng)信號(hào)波形4（信號(hào)觸發(fā)采樣方式），經(jīng)信號(hào)調(diào)理設(shè)備處理后，通過數(shù)據(jù)采集儀輸入計(jì)算機(jī)中，從懸臂梁脈沖響應(yīng)信號(hào)波形或信號(hào)功率譜就可以測量出懸臂梁的固有頻率和阻尼系數(shù)。4.主要儀器設(shè)備（1）計(jì)算機(jī)（2）DRVI可重組虛擬實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺(tái)（3）加速度傳感器（YD-37）（4）速

7、度傳感器（CD-21）（5）轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)（6）懸臂梁試驗(yàn)臺(tái)5.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（1）啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，開啟DRVI電源和數(shù)據(jù)采集儀，將模塊轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)模塊。（2）運(yùn)行DRVI主程序，然后點(diǎn)擊DRVI快捷工具條上的“聯(lián)機(jī)注冊(cè)”圖標(biāo)，選擇其中的“DRVI采集儀主卡檢測（usb）”進(jìn)行服務(wù)器和數(shù)據(jù)采集儀之間的注冊(cè)。（3）打開菜單欄中的系統(tǒng)菜單，點(diǎn)擊讀IC資源文件，然后打開“C:ProgramFilesDepushDRVI3.0scriptUSB腳本轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)加速度傳感器振動(dòng)測量實(shí)驗(yàn)（服務(wù)器）”，將參考的實(shí)驗(yàn)?zāi)_本文件讀入DRVI軟件平臺(tái)中。啟動(dòng)轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)