振动测试考试重点整理

1振动测试考试重点1、信息分析方法的方法？答：主要有三种时域分析法、频域分析法、时-频分析法。①时域分析法：分析信号的波形。通过时域分析，可以了解信号的时域特性如波形的参数、波形的变化、信号的强度等；②频域分析法：分析信号的频谱。信号的频谱是信号幅度或功率随频率变化的关系。通过频率分析，可以了解信号的频域结构，如幅度谱、相位谱等；③时-频分析法：将时域分析与频域分析结合起来，是一种现代分析方法，特别适用于非平稳信号的分析处理，如小波分析等。2、系统的分类？答：系统的分类方法有很多，主要有以下几种：（1）连续系统、离散系统、混合系统。①连续系统：系统的输入和输出都是连续时间信号，用微分方程来描述；②离散系统：系统的输入和输出都是离散时间信号，用差分方程来描述；③混合系统：连续系统与离散系统的组合。（2）时不变系统与时变系统。①时不变系统：描述系统方程的系数与时间无关，本身的参数不随时间而变化，在同样的起始状态下，其影响与激励时间无关这就是时不变系统相应的是不变特性；②时变系统：描述系统方程的系数与时间有关。（3）线性系统与非线性系统。①线性系统：同时满足叠加性和齐次性的系统称为线性系统，用线性方程来描述；②非线性系统：用非线性方程来描述的系统，不具有叠加性与齐次性。（4）线性时不变系统：同时具有线性和时不变性的系统，具有微分特性、积分特性和频率保持特性。（5）因果系统与非因果系统。①因果系统：其响应是激励所产生的的结果，即有激励才有响应。特点是在t0时，系统输入和输出恒为0；②非因果系统：响应于未来激励有关，响应在激励之前就已存在。（6）线性时不变因果系统：是同时满足线性、时不变性、因果性的系统。一般情况下，都假定振动测试对象为线性时不变2因果系统。3、看图识别系统4、简谐振动相关知识（1）若令速度幅值V=ωA，加速度幅值oa=A2ω，则有：AfAa220)π2(ωωV（2）①均值：dttxTT0x)(1μ，T为测量周期，均值表示振动信号中的静态分量，即直流分量；②绝对值：dttxTT0x)(1μ，绝对值表示交变的振动信号经整流后的等效值流量。③有效值：dttTxTRMS)(x102。（3）对于简谐振动涞水，位移峰值peakx就是它的幅值A，则：①位移的有效值RAMx=A21；②峰值与有效值之比为峰值因素：FP=2=1.141；③有效值与均值比值为波性因素：FX=11.122。峰值因素FP和波形因素FX反映了振动波形的特征，是机械故障诊断中常用来作为判断依据的两个重要指标。35、测量仪器的静态特性：主要是指灵敏度（静态灵敏度）。所谓的灵敏度是指仪器输出信号的变化量与输入信号的变化量的比值，也就是仪器在工作点上的微商，即：)()(tdxtdyS。6、测量仪器的静态特征曲线图：仪器在输入为0式输出也应该为0，称为零点；输入为0时，仪器有一个确定的非0输出信号，称为活性零点仪器；对于较弱的输入信号没有响应，称为具有抑制零点的仪器；没有响应的范围称为“死区”。7、看测量仪器的阶跃响应图，得到什么信息？答：48、看测量仪器的正弦响应图，得到什么信息？答：9、惯性式传感器的知识点答：①当频率比1n时，近似的认为1u00即0=0u，测得的壳体位移接近于物体的位移，若选用的阻尼系数ζ较大，0更接近于物体位移u0,传感器视为位移传感器；②当1n时，近似的认为0n021u，测得的相对位移0与振动速度0u成正比可以实现速度测量，传感器视为速度传感器；③当1n时，近似认为0200u1，测得的相对位移0与振动加速度0u成正比，传感器视为加速度传感器。10、电测传感器的类型？答：（1）发电式电测传感器；（2）参数式电测传感器：①变气隙型电感传感器；5②变面积性电感传感器；③螺管插铁型电感传感器；④齿型传感器；⑤差动式电感传感器。11、压电晶体式传感器工作原理？答：压电式加速度传感器主要由顶紧弹簧、惯性快、压电元件、壳体和底座等组成。压电元件和惯性快构成了一个振动系统，固有频率一般都很高。当被测频率远小于传感器的固有频率时，惯性快的相对运动与被测物体的振动加速度成正比，惯性质量穿绳的惯性力作用于压电元件上，产生压电效应，在元件的两极面生成电荷。12、压电加速度传感器的结构及工作原理图，看图填空。13、压电加速度传感器的安装方法？答：①用螺栓固定传感器底座，这是一种最有效的安装方法，但需要在被测振动体上钻螺栓孔并攻丝比较麻烦；②用永久磁铁安装，即在传感器安装座上装一个专用磁铁，然后利用磁铁吸引力将传感器固定在振动体上，这种方法简单，但安装效果较螺栓固定差；③用石蜡胶黏，这种安装方法只能适用于常温；④用环氧6树脂胶黏，这种方法比石蜡胶黏牢固，不受环境温度影响，但拆卸不方便；⑤用专用探杆使传感器与被测表面接触，振动通过探杆传递给传感器，一般用于不方便固定传感器的特殊情况，这种方法只能用于频率在1000Hz以下的振动。14、应变式加速度传感器结构图，看图填空。15、微、积分电路的区别是什么？如何计算？答：（1）当t=RC≦T101时，视为电路微分电路，否则电路不起微分作用。例题：设RC电路的参数为：R=50kΩ，C=200pF，分别输入频率为5000Hz和50000Hz的方波信号时，分析其微分效果？解：①输入f=5000Hz的方波信号时，有t=RC=50×1000×200×10-12=10-5s0.1T=f1.0=50001.0=2×10-5因为t≦0.1T，所以属于微分电路②输入f=5000Hz的方波信号时，有t=RC=50×1000×200×10-12=10-5s0.1T=f1.0=500001.0=2×10-6因为t0.1T，所以电路不起微分作用。716、前置放大器的作用？功能？常用类型？答：（1）作用：前置放大器是振动、冲击测量系统的主要组成部分之一，它的作用是放大和变换床干起输出的微弱信号；（2）主要功能：①放大从传感器输出的微弱信号；②对测量信号进行微、积分变换；③变高输出阻抗为低输出阻抗；④使不同灵敏度的传感器输出电压归一化；⑤将电荷信号变成电压信号。（3）常用前置放大器有：电压放大器、电荷放大器。17、认识几种基本滤波器的波形图18、恒定百分比带宽滤波器？其计算应用？答：（1）滤波器的带宽B与中心频率0f的比值是很定不变的，这样的滤波器就是恒定百分比带通滤波器，常用的比值有3%和12%两种，即：%30fB和%230fB例题：用恒定百分比带宽滤波器分析基频0f=10Hz的负责的周期振动信号，则用3%和23%比值的恒定百分比带宽滤波器有何不同？解：①用3%恒定百分比贷款滤波器分析时：B=if×3%=n×0f×3%=n×10×3%≦10解得：n≦33,则只能分析出33阶谐波。（B=0f）②用23%恒定百分比贷款滤波器分析时：B=if×23%=n×0f×23%=n×10×23%≦108解得：n≦4,则只能分析出4阶谐波。（B=0f）19、带通滤波器的分析时间？答：（1）理想带通滤波器分析的近似时间：)(1SBTR，RT：理想带通滤波器的响应时间,s；B：滤波器带宽，即Δf,Hz。（2）实际带通滤波器的分析时间：RTξB1(s)，ξ为波形系数，ξ≧1。（3）波形系数：ξ=3dB-60dB-ΔfΔf，ξ≧1。例题：波形系数ξ=2的恒定宽滤波器分析1—2000Hz的频带，要求分析带宽为B=10Hz，求分析所需要的总时间？解：分析一个带宽所需要的时间：RTξB1=2×101=51共有多少个10Hz带宽：2000÷10=200分析所需要的总时间为：51×200=40（s）20、带通滤波器的扫描速度？答：C=TB=B1ξB=ξ2B(Hz/s)，C扫描速度；B滤波器带宽；T分析所需时间；例题：设带通滤波器波形系数ξ=2，分析带宽B=10Hz，求扫描速度？解：公式：C=TB=B1ξB=ξ2B得：C=2102=50（H）21、模拟信号的抽样过程图，看图填空或者画图922、抽样定理需要满足的条件？抽样信号的频谱结果情况？结果示意图？答：（1）mmsTfff212或，其中sf表示抽样频率；mf表示最高分析频率；（2）①当sf≧2mf时，高、低频成分无重叠现象，数字信号频谱频谱中的各周期延拓是分离的，可以通过低通滤波器获取原信号的频谱；②当sf2mf时，高、低频成分重叠，各周期延拓不是分离的，无法提取原信号频谱。（3）示意图如下：23、产生趋势项的原因？答：①抽样时未对原始信号进行适当的处理，使抽样信号中含有周期比抽样长度长地多但又不需要的低频成分，这是确定性信号中产生趋势项的主要原因；②由于外界原因，包括传感器或仪器的零点漂移、传感器安装不当、测试对象的基础运动等引起的信号波形偏移；③信号经积分放大器后产生的趋势项，如低频噪声干扰、放大器未零，存在直流分量，经积分后成为趋势项；④对于数字信号，在加窗截取时，样本长度选择不当，即样本长度小于基频成分的周期长度，使基频10成分变成了趋势项。24、稳态正弦测试方法？测试原理图？答：（1）稳态正弦测试方法是一种传统的测试方法，测试式，给机械系统或结构施以一定的稳态正弦激振力，激振力的频率精确可调，在激振力的作用下，系统产生振动。然后精确测量不同频率下激振力的大小和相位，各测点响应的大小及相位。（2）测试原理图如下：25、脉冲锤击法原理？看图填空答：（1）原理：用脉冲锤（力锤）对试件进行敲打，产生一宽频带的激励，能在很宽的频率范围内激励出各种模态。（2）原理图如下图：