【笔记】机械振动_振动测量

liman?

许多情况下都需要进行振动参数的测量：理论计算的过程中往往有一定的假设和近似，实际的系统需要进行测量来得到固有参数的具体值；系统运行中的磨损和故障会改变自身的振动特征，由测量结果可以了解系统的运行状态；复杂系统的模态参数也可以由输入输出特性的测量来得到。

振动参数，如位移、速度、加速度，往往采用间接的方式来测量。将被测的振动体看作激励源，在其上安装传感器，测量并且输出响应，由响应与激励的关系，能得到振动体的运动参数。

对于简谐振动，其频响曲线有共振区和平稳区，为了能测量较宽的频率范围，需要调整传感器的参数，使其工作点落在平稳区。测量信号与真实振动信号相比，两者波形相似，由于相位的滞后，两者的时间历程有一个时间差。

当振动信号中含有多个谐波成分时，相位滞后关系就需要考虑。不同成分的谐波有不同的相位滞后，在叠加时会改变信号的波形，使得测量信号无法再反映真实信号的特征，造成相位失真。此时需要选择传感器的使用区间以及合适的阻尼值，使得相位滞后是近似固定的或者是线性变化的，从而简化响应模型。

不同的运动参数，其响应关系是不同的，对应的传感器也有不同的近似模型和使用条件。

频率的测量可以依据共振原理，或者利用频闪仪。

在对整个结构进行动态测试时，可以在多个位置安装传感器，由多点之间的响应关系，得到结构在特定激励下的响应特征。这种方法的局限性在于，当激励的幅值或者频率发生变化后，还需要重新测量结构的响应，即激励与结构的响应之间不是线性关系。

另一种方法是测量结构的模态数据。由于结构的任何动态响应都可以表示成模态振动的组合形式，有了模态数据就有了结构响应的完整描述。

在结构的某一点施加激励，激励信号应具有足够频率范围内的能量，以激起所有的振型。在另一点测量响应，响应信号中将包含所有振型成分。对信号进行处理，得到激励信号与响应信号的功率谱密度，进而得到结构的频响函数。

多自由度系统在小阻尼的情况下，其频响函数具有多个尖峰，每一个尖峰附近都可以看作一个单自由度系统的频响函数。尖峰对应的频率就是结构的模态频率，再利用尖峰处半功率点的特性，可以得到对应的模态阻尼比。

对模态形状的测量会复杂一些，其利用的是不同点之间激励与响应的传递函数与相应的振型之间的联系，通过测量一系列的传递函数，得到一组关于振型向量元素的线性方程组，求解后可以得到振型。

（连着写了几天写到想吐，不知道八爷这些年一直写是怎么做到的。）


完

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华丽转身

“频率的测量可以依据共振原理，或者利用频闪仪。”

还可以用加速度计测量，