測試方法

 

在工程振動(dòng)測試領(lǐng)域中，測試手段與方法多種多樣，但是按各種參數的測量方法及測量過(guò)程的物理性質(zhì)來(lái)分，可以分成三類(lèi)。

 

機械式

 

將工程振動(dòng)的參量轉換成機械信號，再經(jīng)機械系統放大后，進(jìn)行測量、記錄，常用的儀器有杠桿式測振儀和蓋格爾測振儀，它能測量的頻率較低，精度也較差。但在現場(chǎng)測試時(shí)較為簡(jiǎn)單方便。

 

光學(xué)式

 

將工程振動(dòng)的參量轉換為光學(xué)信號，經(jīng)光學(xué)系統放大后顯示和記錄。如讀數顯微鏡和激光測振儀等。

 

電測

 

將工程振動(dòng)的參量轉換成電信號，經(jīng)電子線(xiàn)路放大后顯示和記錄。電測法的要點(diǎn)在于先將機械振動(dòng)量轉換為電量（電動(dòng)勢、電荷、及其它電量），然后再對電量進(jìn)行測量，從而得到所要測量的機械量。這是目前應用得最廣泛的測量方法。

 

上述三種測量方法的物理性質(zhì)雖然各不相同，但是，組成的測量系統基本相同，它們都包含拾振、測量放大線(xiàn)路和顯示記錄三個(gè)環(huán)節。

 

1、拾振環(huán)節。把被測的機械振動(dòng)量轉換為機械的、光學(xué)的或電的信號，完成這項轉換工作的器件叫傳感器。

 

2、測量線(xiàn)路。測量線(xiàn)路的種類(lèi)甚多，它們都是針對各種傳感器的變換原理而設計的。比如，專(zhuān)配壓電式傳感器的測量線(xiàn)路有電壓放大器、電荷放大器等；此外，還有積分線(xiàn)路、微分線(xiàn)路、濾波線(xiàn)路、歸一化裝置等等。

 

3、信號分析及顯示、記錄環(huán)節。從測量線(xiàn)路輸出的電壓信號，可按測量的要求輸入給信號分析儀或輸送給顯示儀器（如電子電壓表、示波器、相位計等）、記錄設備（如光線(xiàn)示波器、磁帶記錄儀、X—Y 記錄儀等）等。也可在必要時(shí)記錄在磁帶上，然后再輸入到信號分析儀進(jìn)行各種分析處理，從而得到最終結果。

 

 

接收原理

 

振動(dòng)傳感器在測試技術(shù)中是關(guān)鍵部件之一，它的作用主要是將機械量接收下來(lái)，并轉換為與之成比例的電量。由于它也是一種機電轉換裝置。所以我們有時(shí)也稱(chēng)它為換能器、拾振器等。

 

振動(dòng)傳感器并不是直接將原始要測的機械量轉變?yōu)殡娏?，而是將原始要測的機械量做為振動(dòng)傳感器的輸入量，然后由機械接收部分加以接收，形成另一個(gè)適合于變換的機械量，最后由機電變換部分再將變換為電量。因此一個(gè)傳感器的工作性能是由機械接收部分和機電變換部分的工作性能來(lái)決定的。

 

1、相對式機械接收原理

 

由于機械運動(dòng)是物質(zhì)運動(dòng)的最簡(jiǎn)單的形式，因此人們最先想到的是用機械方法測量振動(dòng)，從而制造出了機械式測振儀（如蓋格爾測振儀等）。傳感器的機械接收原理就是建立在此基礎上的。相對式測振儀的工作接收原理是在測量時(shí)，把儀器固定在不動(dòng)的支架上，使觸桿與被測物體的振動(dòng)方向一致，并借彈簧的彈性力與被測物體表面相接觸，當物體振動(dòng)時(shí)，觸桿就跟隨它一起運動(dòng)，并推動(dòng)記錄筆桿在移動(dòng)的紙帶上描繪出振動(dòng)物體的位移隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)，根據這個(gè)記錄曲線(xiàn)可以計算出位移的大小及頻率等參數。

 

 

由此可知，相對式機械接收部分所測得的結果是被測物體相對于參考體的相對振動(dòng)，只有當參考體絕對不動(dòng)時(shí)，才能測得被測物體的絕對振動(dòng)。這樣，就發(fā)生一個(gè)問(wèn)題，當需要測的是絕對振動(dòng)，但又找不到不動(dòng)的參考點(diǎn)時(shí)，這類(lèi)儀器就無(wú)用武之地。例如：在行駛的內燃機車(chē)上測試內燃機車(chē)的振動(dòng)，在地震時(shí)測量地面及樓房的振動(dòng)……，都不存在一個(gè)不動(dòng)的參考點(diǎn)。在這種情況下，我們必須用另一種測量方式的測振儀進(jìn)行測量，即利用慣性式測振儀。

 

2、慣性式機械接收原理

 

慣性式機械測振儀測振時(shí)，是將測振儀直接固定在被測振動(dòng)物體的測點(diǎn)上，當傳感器外殼隨被測振動(dòng)物體運動(dòng)時(shí)，由彈性支承的慣性質(zhì)量塊將與外殼發(fā)生相對運動(dòng)，則裝在質(zhì)量塊上的記錄筆就可記錄下質(zhì)量元件與外殼的相對振動(dòng)位移幅值，然后利用慣性質(zhì)量塊與外殼的相對振動(dòng)位移的關(guān)系式，即可求出被測物體的絕對振動(dòng)位移波形。

 

 

推薦閱讀：