991B超低頻測振儀使用說明書.doc

991B型超低頻測振儀 IEM CEA 目 錄一.概述二.主要技術(shù)指標(biāo)三.原理四.使用方法五.儀器的成套性附:常見故障排除聯(lián)系我們地址：北京東燕郊經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)中國地震局工程力學(xué)研究所 嘉興市亞太路778號中國科學(xué)院園區(qū)8號樓1101室電話15024332796（潘經(jīng)理）傳真編：314001E-mail：991B型超低頻測振儀 一概 述991B型振動(dòng)傳感器是最新推出的一種用于超低頻或低頻振動(dòng)測量的多功能儀器，適合多種場合的振動(dòng)測量。該型傳感器在保留原991型傳感器優(yōu)良特性的同時(shí)，克服了原傳感器運(yùn)輸時(shí)抗沖擊差、使用前需要調(diào)零的缺點(diǎn)。1. 用途1) 地面和各種結(jié)構(gòu)物的脈動(dòng)測量及振動(dòng)監(jiān)測。2) 一般工程結(jié)構(gòu)如橋梁、樓房、碼頭、大壩、海洋平臺等的脈動(dòng)測量和各種振動(dòng)試驗(yàn)中的振動(dòng)測量及監(jiān)測。3) 諸如水輪發(fā)電機(jī)組等大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備的振動(dòng)測量。4) 隔振平臺等的微弱振動(dòng)測量。5) 諸如懸索橋等高柔結(jié)構(gòu)的超低頻大幅值測量。6) 其他低頻超低頻振動(dòng)測量。2. 特點(diǎn)1) 一機(jī)多能：通過拾振器的微型撥動(dòng)開關(guān)，可直接測量加速度或速度，與放大器配接后，可測量位移。2) 使用方便：拾振器無需電源供電，無需調(diào)零。3) 性能優(yōu)異：由于使用了無源伺服反饋技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)超低頻（低至0.072Hz）大位移（1000mm）振動(dòng)測量。4) 寬頻帶、高分辨率、大動(dòng)態(tài)范圍、抗沖擊性能好、適合運(yùn)輸，可直接與各種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)配接。振動(dòng)測量系統(tǒng)一般包括傳感器、放大器和數(shù)據(jù)采集儀三部分。991B型振動(dòng)傳感器可與991型放大器，G01型數(shù)據(jù)采集儀（USB接口）構(gòu)成一套完整的振動(dòng)測試系統(tǒng)，完成各種振動(dòng)測量和分析任務(wù)。放大器具有放大、積分、高陡度濾波和阻抗變換的功能，G01型數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)可完成數(shù)據(jù)采集和分析功能。用戶可根據(jù)需要，選取拾振器上微型撥動(dòng)開關(guān)及放大器上參數(shù)選擇開關(guān)相應(yīng)的檔位，可提供測點(diǎn)的加速度、速度或位移參量，并可提供不同頻帶和不同濾波陡度。如用戶對傳感器、放大器、數(shù)據(jù)采集儀有特殊要求，可提前通知我們，我們可按客戶要求特殊制作。二主要技術(shù)指標(biāo)991B型拾振器主要技術(shù)指標(biāo) 表1檔位技術(shù)指標(biāo) 參量1234加速度小速度中速度大速度靈敏度0.3382.60.5最 大量 程加速度(m/s2,0-p)15速 度(m/s,0-p)位 移(mm，0-p)303001500通頻帶0.1258011000.21000.07100輸出負(fù)荷電阻1000100010001000分辨率加速度(m/s2)510-6速 度(m/s)410-8410-7210-6位 移(m)410-8410-7210-6尺寸,重量72.572.588mm ， 1.75kg991B型拾振器靈敏度值 表2靈敏度值 編號檔位及指標(biāo)1加速度靈敏度Sa（Vs2/m）2小速度靈敏度Sv1（Vs/m）3中速度靈敏度Sv2（Vs/m）4大速度靈敏度Sv3（Vs/m）991型放大器主要技術(shù)指標(biāo)放大倍數(shù)K:參數(shù)選擇開關(guān)置于1時(shí)，K=105000； 參數(shù)選擇開關(guān)置于2時(shí)，K=1500； 參數(shù)選擇開關(guān)置于3時(shí)，K=52500；KI1=20； 參數(shù)選擇開關(guān)置于4時(shí)，K=1500；KI2=2；其中KI1 及KI2 為積分增益放大器各檔位的放大倍數(shù) 表3放大 放大器開關(guān)倍數(shù) 位置參數(shù)選擇檔位置123456789101直 通10205010020050010002000400050002直 通1251020501002004005003積分（KI1=20）51025501002505001000200025004積分（KI2=4）125102050100200400500放大器積分增益 表4記錄道123456積分增益參數(shù)選擇檔3 K11 （1/s）參數(shù)選擇檔4 K12 （1/s）輸入阻抗（K）：1000輸出負(fù)荷（K）：1輸入噪聲（v）：直流供電時(shí)1；交流供電時(shí)10。通頻帶選擇開關(guān)檔位通頻帶(Hz)低通濾波陡度10.2525-40dB/oct20.0135-40dB/oct30.25200-12dB/oct通 頻 帶 ：電 源 ：512VDC或220VAC耗 電 ：90mA(12DC時(shí))尺 寸 （mm）：380240110重 量 (kg)：5使 用 環(huán) 境溫度：-10+50使 用 環(huán) 境濕度：80%三原 理(一)拾振器991B型拾振器屬于動(dòng)圈往復(fù)式拾振器。拾振器原理如圖1所示，圖中Km為微型撥動(dòng)開關(guān)。 當(dāng)微型撥動(dòng)開關(guān)的開關(guān)1接通(ON)時(shí)，動(dòng)圈式往復(fù)擺的運(yùn)動(dòng)微分方程為：， （1） 其中：為擺的運(yùn)動(dòng)部分質(zhì)量，、分別為擺的加速度，速度和位移，為阻尼系數(shù)，為簧片的剛度，為地面運(yùn)動(dòng)的加速度。 此時(shí)，電阻RPl的阻值較小，故阻尼常數(shù)D1，拾振器的運(yùn)動(dòng)部分構(gòu)成速度擺，即擺的位移與地面運(yùn)動(dòng)的速度成正比，拾振器構(gòu)成加速度計(jì)，它的輸出電壓與地面運(yùn)動(dòng)的加速度成正比，其加速度靈敏度 ， （2）式中BL為機(jī)電耦合系數(shù)。 當(dāng)微型撥動(dòng)開關(guān)2或開關(guān)3或開關(guān)4接通時(shí)，擺的運(yùn)動(dòng)微分方程為： ， （3）式中M1為并聯(lián)電容后的當(dāng)量質(zhì)量，此時(shí)，由于線圈回路的電阻較大，因此，Dl1，當(dāng)Mlml時(shí)，拾振器的速度靈敏度 ， （4）式中C為電容器的電容量。拾振器的測量方向分為鉛垂向和水平向。可從拾振器方座上V、H符號辨別。H代表水平向，V代表鉛垂向，水平向和鉛垂向拾振器測振時(shí)應(yīng)按圖2所示放置。鉛垂向 水平向 圖2 拾振器測量方向圖 (二).放大器 放大器是用作放大、積分、濾波和阻抗變換。放大器的前面板如圖3所示，圖中： (1)“CB”為電壓表，是用來檢查電源電壓及各信號道工作是否正常的指示裝置。 (2)“Kl”為表頭功能選擇開關(guān)，置于“E+”、“E-”可分別檢查正負(fù)電源是否正常。 (3)“K2”為放大倍數(shù)選擇開關(guān)，使用者按需要把K2置于適當(dāng)位置。 (4)“K3”為參數(shù)選擇開關(guān)，當(dāng)K3置于檔1或檔2時(shí)為直通檔，用來測量加速度或速度，當(dāng)置于檔3時(shí)為積分檔l，用來測量小位移；置于檔4時(shí)為積分檔2，用來測量低頻的中位移或大位移。 (5)“K4”為通頻帶選擇開關(guān)，置于1檔時(shí)，放大器通頻帶為0.2525Hz，低通濾波陡度為-40dBoct，主要用在場地脈動(dòng)測量；置于2檔時(shí)，放大器的通頻帶為0.0135Hz，低通濾波陡度為-40dBoct，主要用在結(jié)構(gòu)脈動(dòng)測量及超低頻大位移測量；置于3檔時(shí)，放大器的通頻帶為0.25-200Hz，低通濾波陡度為-12dBoct，主要用于一般振動(dòng)測量及波速測量。(6)“LED”為發(fā)光二極管，它發(fā)亮?xí)r表示電源已接通。放大器后面板如圖4所示，圖中：CZl為電源插座；CZ2為信號輸人插座；CZ3為信號輸出插座；BX為保險(xiǎn)絲座；K 5為電源開關(guān)，K 6為交直流電源轉(zhuǎn)換開關(guān)。（三）數(shù)據(jù)采集儀說明書另附四使用方法 1接通電源 先將電源選擇開關(guān)K 6置于所需位置。如使用交流電源，則把電源電纜的交流插頭(三芯)與市電(220VAC)連接，如使用直流電源，則把電源電纜的直流電源線按紅接正、黃接負(fù)、屏蔽層接地與蓄電池連接，然后將電源電纜插頭(七芯)插入放大器電源插座上。將電源開關(guān)K 5置于開(此時(shí)發(fā)光二極管-LED亮)，并將表頭功能開關(guān)K l依次置于“E +”“E -”位置，通過表頭檢查電源電壓是否正常。電源插頭接線見圖5。 2拾振器與放大器的使用 （1）拾振器的安裝與調(diào)節(jié) 在把拾振器的撥動(dòng)開關(guān)置于適當(dāng)位置之后，把拾振器與被測點(diǎn)用粘合劑固結(jié)牢，并使水平拾振器的幾何軸線大致呈水平，鉛垂向拾振器的幾何軸線與水平面大致呈垂直，然后將拾振器的輸出端與放大器的輸入插座相連。 注意：拾振器在非使用狀態(tài)時(shí)，均應(yīng)將“1”檔置于“ON”或把輸出端短路，以保護(hù)拾振器的運(yùn)動(dòng)部件。 （2）放大器各功能開關(guān)的應(yīng)用 通頻帶的選擇。用戶根據(jù)需要把通頻帶選擇開關(guān)K 4置于相應(yīng)檔位。 參數(shù)選擇開關(guān)檔位的選擇。用戶根據(jù)需要，參考表5所列，把參數(shù)選擇開關(guān)（K 3）置于相應(yīng)檔位。 根據(jù)所需振動(dòng)信號大小，把放大倍數(shù)開關(guān)K 2置于合適的檔位。表5測 量 參 量拾 振 器 檔 位放大器“參數(shù)選擇”開關(guān)擋位加速度1閉合(ON)，其它斷開1或2小速度2閉合(ON)，其它斷開1或2中速度3閉合(ON)，其它斷開1或2大速度4閉合(ON)，其它斷開1或2小位移2閉合(ON)，其它斷開3中位移3閉合(ON)，其它斷開3或4大位移4閉合(ON)，其它斷開43與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)配接用戶可配接我們研制的G01型數(shù)據(jù)采集分析儀，也可配接其他數(shù)據(jù)采集分析儀，配接時(shí)應(yīng)注意共地，以免發(fā)生串線現(xiàn)象，在儀器使用前，用戶應(yīng)閱讀所使用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的使用說明書。目前我國使用的“數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)”，使用時(shí)要求把所測參量（位移、速度、或加速度）、量綱(m、ms或ms2)及測振儀整機(jī)靈敏度輸入系統(tǒng)中。在時(shí)域分析或頻率域分析的結(jié)果中，自動(dòng)轉(zhuǎn)換為真實(shí)物理量。4. 整套測振系統(tǒng)的靈敏度 1測量加速度 當(dāng)拾振器上的微型波動(dòng)開關(guān)1置于ON，放大器的參數(shù)選擇開關(guān)置于檔1或者檔2時(shí)，儀器輸出為加速度參量，此時(shí)，振動(dòng)測量系統(tǒng)加速度靈敏度 ， （1）式中K為放大器的放大倍數(shù)，若使用了數(shù)據(jù)采集儀的程控放大，K還包括采集儀的程控放大倍數(shù)。 2測量速度 當(dāng)拾振器上的微型撥動(dòng)開關(guān)2或3或4置于ON，放大器的參數(shù)選擇開關(guān)置于檔1或檔2時(shí)，儀器輸出為速度參量，此時(shí)，振動(dòng)測量系統(tǒng)的速度靈敏度 ， （2） 3測量位移 當(dāng)拾振器上的微型撥動(dòng)開關(guān)2或3或4置于ON，放大器的參數(shù)選擇開關(guān)置于檔3或檔4時(shí)，儀器輸出位移參量，此時(shí)，振動(dòng)測量系統(tǒng)的位移靈敏度 ， （3）式中K I為放大器的積分增益。五、儀器的成套性1. 傳感器部分：傳感器、相應(yīng)配線（按客戶要求）、標(biāo)定證書、2. 放大器部分：1) 電源電纜 2根2) 放大器輸入電纜 6根3) 放大器輸出電纜 6根4) 拾振器輸出電纜 6根5) 0.5A保險(xiǎn)絲管 4只6) 儀器使用說明書 l本7) 產(chǎn)品合格證 相應(yīng)給出3. 數(shù)據(jù)采集儀：數(shù)據(jù)采集盒、USB線、相應(yīng)軟件的安裝光盤。根據(jù)用戶采購要求的不同，以合同及裝箱單為準(zhǔn)。附:常見故障排除放大器表頭無電壓指示放大器后面板電源插座接觸是否良好，保險(xiǎn)絲是否熔斷。檢查電源回路，或更換保險(xiǎn)絲。檢查電池有無電壓輸出。閉合放大器的電源開關(guān)，保險(xiǎn)絲立即熔斷檢查電池的正負(fù)極性是否接反，檢查有無短路現(xiàn)象。記錄曲線出現(xiàn)嚴(yán)重漂移1.檢查電源電壓是否正常。2.如故障未排除，檢查各道測線接頭是否包好。3.檢查拾振器是否與被測點(diǎn)固定好，有無相對滑移現(xiàn)象。4.檢查輸入插座是否接觸可靠。各線道偏壓很大，儀器不能工作檢查電源電壓和保險(xiǎn)絲是否正常。某一線道偏壓很大，其它線道正常該線道的運(yùn)算放大器損壞，需要更換