振動測試系統(tǒng)

1、構(gòu)建一振動測試系統(tǒng)方案：構(gòu)建一振動測試系統(tǒng)方案：?選用合理的試驗方法，對某機(jī)床進(jìn)行頻率響應(yīng)試驗；選用合理的試驗方法，對某機(jī)床進(jìn)行頻率響應(yīng)試驗；?對機(jī)床某部位振動的振幅和頻率實現(xiàn)在線監(jiān)測。對機(jī)床某部位振動的振幅和頻率實現(xiàn)在線監(jiān)測。參考答案：依據(jù)題意所給內(nèi)容，此測試系統(tǒng)應(yīng)該是一個動態(tài)，接觸式測量系統(tǒng)；依據(jù)采集的信號在測量系統(tǒng)中的傳遞情況可知不需要反饋通道，故測量系統(tǒng)的類型可以選擇為開環(huán)測量系統(tǒng)。據(jù)以上初步分析，構(gòu)建的振動測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下：被

2、測對象——傳感器——數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)——信號調(diào)理——數(shù)據(jù)采集卡——信號分析處理——數(shù)據(jù)顯示環(huán)節(jié)——讀取存儲測量結(jié)果各部分分析如下：被測對象：出于構(gòu)建系統(tǒng)的目的——獲取振動引起的振幅和頻率的數(shù)據(jù)，以普通機(jī)床為例可以選擇其振動較為明顯的部位，如主軸箱，溜板箱，掛輪箱等，安裝方式采用磁鋼吸附（方便，牢固，溫度穩(wěn)定性佳，可靠），注意安裝位置及其選擇，處理，方法等。傳感器：（作用為感受被測量的大小并輸出與之對應(yīng)的可用信號）選擇壓電式加速度傳感器（固有

3、頻率75～500kHz，機(jī)床一般是2～3kHz；傳感器的輸出電荷語作用力成正比，即與被測對象的加速度成正比：Q=dma——d為壓電系數(shù)，m為質(zhì)量塊的質(zhì)量，a為加速度）；測量范圍：0.001～800MPa靈敏度：0.2～1000PCMPa工作溫度：196～200℃。數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)：實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸——主要為電纜傳輸。當(dāng)測試系統(tǒng)的多個功能環(huán)節(jié)相對獨床為例可以選擇其振動較為明顯的部位——主軸箱（此時機(jī)床為啟動運行狀態(tài)）。傳感器：（作用為感受被測量的

4、大小并輸出與之對應(yīng)的可用信號）選擇壓電式加速度傳感器（其固有頻率75～500kHz，機(jī)床一般是2～3kHz；傳感器的輸出電荷語作用力成正比，即與被測對象的加速度成正比：Q=dma——d為壓電系數(shù)，m為質(zhì)量塊的質(zhì)量，a為加速度）；測量范圍：0.001～800MPa靈敏度：0.2～1000PCMPa工作溫度：196～200℃。安裝方式采用磁鋼吸附（方便，牢固，溫度穩(wěn)定性佳，可靠），選擇平整光潔且安裝面積大于傳感器安裝底面。調(diào)理電路：將傳感器

5、輸出的電荷通過選擇電荷放大器（原因在于輸出電壓僅與傳感器的電荷量及反饋電容有關(guān)，無需考慮電纜的電容，方便遠(yuǎn)距離測試），對傳感器輸出的電壓模擬信號進(jìn)行放大，濾波。數(shù)據(jù)采集（卡）：將模擬信號進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能的計算機(jī)擴(kuò)展卡，將信號調(diào)理后的模擬信號變成數(shù)字信號通過各種接口接觸顯示設(shè)備（此處為計算機(jī)）。信號分析處理：利用數(shù)字信號處理器對其進(jìn)行數(shù)字信號處理（此處為變換域分析——頻域變換）。數(shù)據(jù)顯示結(jié)果：借助于各種電腦軟件（

6、如LabVIEW）將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)以振幅和頻率的形式顯示出來，以便完成監(jiān)視，控制或分析等的后續(xù)目的；讀取存儲測量結(jié)果：除讀取當(dāng)時測量的頻率，還可以獲取之前頻率數(shù)值，實現(xiàn)在線監(jiān)測。計算機(jī)：利用電腦軟件對數(shù)字信號進(jìn)行分析處理，并顯示出以幅值為縱坐標(biāo)，以頻率為橫坐標(biāo)的二維曲線。依據(jù)以上敘述，先建立振動測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：機(jī)床某個被測部位——壓電式加速度傳感器——電纜傳輸——電荷放大器——數(shù)據(jù)采集卡——信號分析處理——計算機(jī)（兼有儲存功