振动试验仪，振动试验设备的选择和使用实验报告

1、振动试验设备的选择和使用振动试验室使用的振动激励设备是振动台。在决定使用哪种振动台进行测试时，应首先检查测试的频率范围。电动液压平台适用于中低频范围，电动平台适用于中高频范围，机械平台频率范围最窄。此外，还需综合考虑推力的大小、波形的质量以及控制的难易程度。为了方便起见，我们对各种振动台的性能、优缺点进行了比较，如表1所示。

表1 三种振动台主要性能比较

1、振动装置(1)机械振动台。这是最古老、最便宜的振动台。机械振动台的工作频率范围较窄，工作频率上限一般在100Hz左右。通常，只能执行正弦振动测试。运输仿真平台、驱动车辆下方滚轮的电机以及模拟道路行驶的车辆振动都类似于伪随机振动测试。虽然机械振动台的使用范围有限，精度不高，但由于经济实用，仍然在很多实验室中使用。 (2)电液振动台。其特点是中低频性能优良，从0到250Hz，近年来有的甚至达到1000Hz；推力大，直载能力强，波形好，可控性好，可进行正弦运行。随机和混合模式振动测试。特别适合低频大位移振动试验。反映电液振动台性能的主要技术指标有：正弦波峰值推力：取决于油压和油缸面积；随机均方根推力：取决于油压和油缸面积。气缸马苏。油缸面积： 最高速度：取决于伺服阀流量； 最大容量：取决于执行器行程。支撑电液振动台的能源装置称为油源，电液振动台的性能与油源密切相关。其核心部件是电液伺服阀，其流量和频率响应特性直接决定振动台的上限工作频率。 (3)电动振动台。使用最广泛的振动台，电动台的频率范围是5到3000Hz（一些小型电动台最高频率为8000Hz），这是它们最大的优点。推力大小从10N到200kN可控性好，可用于正弦波试验、随机试验、混合试验、冲击试验。电动台的波形是振动台中最好的。反映电动振动台性能的主要技术指标有：（1）正弦波峰值推力，（2）随机均方根推力，（3）空载最大加速度，（4）空载最大速度， (5) 最大位移，(6) 工作频率范围。 无最大补偿。承载能力。电动振动台是与功放配合使用的，而功放本身也有一些技术指标，这里我们不讨论。一般情况下，电动桌厂家的振动台和功率放大器做成系列，不同的台体和功率放大器组合成不同推力的系列。您可以根据您的测试要求选择所需的电动振动台。 (4)振动辅助装置——滑台。许多振动测试需要在三个相互正交的方向上进行振动测试。对于小样本，通常使用夹具来改变样本的测试方向。但这种方法不能用于大型试样，因为使用夹具翻转试样时偏心力矩太大。有些样品，例如陀螺仪，要求在测试过程中不能改变其相对于地球的位置。针对这两个问题，油膜滑台是一种优秀的辅助装置，可以完全完成任何试件的三向振动。尽管浮油载玻片已在许多实验室使用多年并取得良好成功，但有两个问题难以解决。滑轨长度受滑轨长度限制，滑轨越长，工作频率上限越低，只有长度小于300mm的滑轨才能达到工作频率上限2000Hz。因此，很多滑台无法满足环境振动测试（指工作频率上限）的要求。另外，油膜滑台还存在抗点蚀性能和滚动性能较差的问题，如果试件较重、试件偏心安装、或试件振动加速度较大，都可能出现油膜剥落的情况。 一个现象出现了。如果滑板和滑座分离，油从滑板和滑座之间涌出，滑台实际上就会停止工作。近年来，随着科学技术的发展，滑板也得到了改进，国外现在已经开始使用镁合金代替铝合金作为滑板材料。

附加惯性负载的质量应为振动台动圈质量的12倍。了解随机均方根推力将告诉您是否可以运行测试。在某些情况下，当振动台的随机均方根推力不够但也不是太多，并且没有其他大型振动台可用时，解决方法是将宽带随机频率范围分割为两个或多个。由于对每个频段进行了测试，因此减少了每个部分所需的有效加速度。例如，如果将其分成两段，则每段所需的有效加速度是原来的0.707倍。这种分裂方法是一种折衷，振动台的推力较小，但忽略了不同频段峰值之间的相互影响。为了解决这种影响，分裂的原则是将大响应峰分成相同的分裂。尽可能清理该区域。如果功放带有输出变压器，可以通过改变输出变压器的绕组连接来提高随机推力。这是因为输出变压器的绕组一般都按最佳正弦状态连接，但动圈的阻抗在正弦波测试和随机测试中是不同的，在随机测试中较低，导致输出较低电压。这是因为有很多。采用正弦波接法进行随机测试，当输出电流超过限流值时，功放会受到保护，但此时输出功率不会达到额定功率。改变绕组连接可以改善这种匹配。因此，在早期的进口电站中，进行随机测试时需要连接单独的变压器，这样才能最大限度地发挥功放的效率。

电磁振动测试仪2.振动控制装置振动控制装置是振动试验室中控制振动台的装置，根据其功能大致分为三种类型：正弦控制器、随机控制器和多功能控制器。 (1)正弦波振动控制器。这是执行正弦扫描测试的必备设备。虽然可以使用正弦信号发生器和振动台在测试室中产生正弦振动，并且可以手动调节幅度和频率，但需要进行固定幅度的振动扫描测试。也就是说，频率根据某些条件而变化。由于振动的大小不变（匀加速度、等速度、位置位移），因此需要使用正弦振动控制器。其特点及技术指标为：1）压缩控制频率范围及频率范围，2）频率稳定度及显示精度，3）扫描功能及扫描速度范围，4）压缩动态范围，5）振动测量指令精度；6）控制精度，即实际控制振动水平与预设振动水平之间的偏差。以上技术指标都在某些方面展现了正弦波控制的性能优缺点，但对于用户来说，设备的稳定性能和耐用性更为重要。目前，有模拟信号控制器和数字信号控制器混合存在，但模拟信号控制器的优点是结构紧凑、使用方便、操作简单、价格低廉（大约是价格的一半），因此我们预计这种情况将继续下去就这样吧。虽然高频性能比数字更好，但数字标牌控制器具有更多功能，尤其是保护功能，在测试昂贵的样本时特别有用。它有很大的好处，因为它可以直观地操作。试验时决定使用哪种控制设备应根据试验要求来确定，不应盲目地认定为一种类型。 (2)随机振动控制器。它分为两种类型：模拟和数字。模拟随机振动控制器也称为均衡器。均衡器由一系列并行滤波器组成，这些滤波器将宽带随机信号划分为多个窄带。每个窄带随机信号按米衰减或增强，调整后的窄带信号组合成输出信号，实现宽带功率谱密度的谱形控制。总能量由输出信号电位器控制。自动均衡器是比较先进的均衡器之一。目前生产均衡器的厂家很少，只是厂家推荐在生产线上进行随机筛选测试，其优点是价格便宜。数字振动控制器最早出现于20 世纪70 年代，但其高昂的价格使其难以得到广泛采用。近年来，计算机技术的进步使价格迅速下降，现在几乎所有制造商都已将其随机振动控制器数字化。随机振动控制器有以下主要技术指标：1）频率范围；2）频率分辨率：指谱线的数量；3）动态范围：设定谱动态范围，驱动谱动态范围；4）平衡精度：指在一定置信水平下，均衡完成后实际功率谱密度曲线与给定功率谱密度曲线之间的误差，用dB表示。 5) 循环时间：控制完成一个闭环所需的时间。 (3)多用途振动控制器。当数字控制器刚出现时，大多数是能够进行正弦波、随机和冲击测试的多用途控制器，有些还具有数据分析功能。这是因为计算机开始变得昂贵，而人们总是希望尽可能多地使用他们的计算机。随着计算机变得越来越便宜和硬件变得越来越复杂，出现了单功能控制器，现在出现了单功能和多功能振动控制器的组合。适用于大型振动测试实验室和研究实验室的多用途控制器。单功能控制器适用于工厂振动试验室，直接用于生产。 (4)减振装置的选择。

选择正弦振动控制器一般需要根据测试要求考虑频率范围和交叉点数量（交叉点可以是预设的位移-加速度、位移-速度或速度——加速度变化和频率变化的点） （此时的频率称为交叉频率）、扫描速度范围、扫描方式等只要满足测试要求即可选择。目前，数字正弦波控制器和模拟正弦波振动控制器并存。模拟控制器易于操作、价格低廉且易于使用。数字控制器具有多功能、具有直观的显示，并且价格昂贵。在选择随机振动控制装置（系统）时，振动谱的动态范围、功率谱均衡精度、循环时间是非常重要的技术指标，特别是振动谱的动态范围是决定控制能力的指标.马苏。随机振动控制系统（RVCS）的影响直接影响功率谱均衡精度。早期，循环时间是控制系统实时性的重要指标，但近年来，FFT和IFFT计算都在硬件中完成，因此闭环控制可以在几毫秒到几十秒内执行毫秒级，可以满足系统的实时性要求。当今市场上有许多振动控制器，但这里有一些通用的选择原则。首先应根据所执行的测试类型的使用要求做出决定，但一般来说，能够满足测试要求的控制器足以进行正弦定频测试。信号发生器足以运行它。设备越先进越好，因为先进的设备使用和维护复杂，简单的实验无法充分发挥设备的优势。其次，选择国外产品还是国内产品取决于特定的经济力量。国外制造的乐器一般质量不错，但价格非常昂贵，比同类国产乐器贵2至5倍左右。维修也不方便，尽管很多海外厂商在中国设有维修基地，但单次维修的成本仍然很高。近年来，由于改革开放，国产设备发展迅速，已逐渐具备与国外同类产品竞争的能力。此外，还需要对仪器有深入的了解。可以参考一般厂家的指标，但也应该检查实际用户单位是否能够充分达到。很多实验室用比较普通的仪器仪表来进行比较复杂的振动测试，但这还是需要我们工程技术人员去维护和弘扬的，就是这种精神。来源：《力学环境试验技术》