7檢測(cè)教案振動(dòng)檢測(cè)

傳感器與檢測(cè)技術(shù)項(xiàng)目教程（ISBN978-7-111-48817-0）授課教案PAGEPAGE1模塊七、振動(dòng)檢測(cè)授課教案課程名稱：檢測(cè)技術(shù)班級(jí)：性質(zhì)：考試課授課人：課題：模塊七、振動(dòng)檢測(cè)課時(shí)安排：3課次編號(hào)：10、11教材分析難點(diǎn)：電荷放大器的使用。重點(diǎn)：壓電傳感器的應(yīng)用。教學(xué)目的和要求1.講清什么是振動(dòng)？2.講解各種振動(dòng)參數(shù)的換算。3.介紹壓電效應(yīng)及壓電元件。4.重點(diǎn)介紹電荷放大器。5.重點(diǎn)介紹電荷放大器的使用。6.簡(jiǎn)要電渦流效應(yīng)。7.重點(diǎn)介紹電渦流傳感器直徑及頻率的選取。8.簡(jiǎn)要介紹電渦流傳感器的應(yīng)用電路及應(yīng)用。9.簡(jiǎn)要介紹磁電式傳感器測(cè)量振動(dòng)。10.簡(jiǎn)要介紹常用激振器及使用。11.重點(diǎn)介紹時(shí)域圖的讀圖。12.簡(jiǎn)要介紹頻域圖的讀圖采用教學(xué)方法和實(shí)施步驟：講授、課堂互動(dòng)、分析、實(shí)訓(xùn)教具：各種壓電傳感器、渦流傳感器各教學(xué)環(huán)節(jié)和內(nèi)容一、振動(dòng)的分類圖7-1機(jī)械振動(dòng)分類及波形表7-1機(jī)械振動(dòng)的分類與特征分類名稱特征按振動(dòng)產(chǎn)生的原因分類自由振動(dòng)是系統(tǒng)受短暫的初始干擾或外部激振后，系統(tǒng)本身由彈性恢復(fù)力和慣性力所維持的振動(dòng)。當(dāng)系統(tǒng)無(wú)阻尼時(shí)，振動(dòng)幅度為恒值，振動(dòng)頻率為系統(tǒng)的固有頻率；當(dāng)系統(tǒng)存在阻尼時(shí)，其振動(dòng)幅度將逐漸衰減受迫振動(dòng)自激振動(dòng)是在一定條件下，沒有外部激振力而僅由系統(tǒng)本身產(chǎn)生的交變力激發(fā)和維持的一種穩(wěn)定的周期性振動(dòng)，其振動(dòng)頻率接近于系統(tǒng)的固有頻率按振動(dòng)的規(guī)

律分類簡(jiǎn)諧振動(dòng)振動(dòng)量為時(shí)間的正弦或余弦函數(shù)，是最基本的機(jī)械振動(dòng)形式，其他復(fù)雜的振動(dòng)都可以看成多個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成周期振動(dòng)振動(dòng)量為時(shí)間的周期性函數(shù)，可展開為一系列簡(jiǎn)諧振動(dòng)瞬態(tài)振動(dòng)振動(dòng)量為時(shí)間的非周期函數(shù)，一般在較短（幾個(gè)周期）的時(shí)間內(nèi)存在，是可用各種脈沖函數(shù)或衰減函數(shù)描述的振動(dòng)。隨機(jī)振動(dòng)振動(dòng)量不是時(shí)間的確定函數(shù)，只能用概率統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)研究按系統(tǒng)的自

由度分類單自由度系統(tǒng)振動(dòng)用一個(gè)獨(dú)立變量就能表示的系統(tǒng)振動(dòng)多自由度系統(tǒng)振動(dòng)須用多個(gè)獨(dú)立變量表示的系統(tǒng)振動(dòng)分類線性振動(dòng)可以用常系數(shù)線性微分方程來(lái)描述，系統(tǒng)的慣性力、阻尼力和彈性力分別與振動(dòng)加速度、速度和位移成正比非線性振動(dòng)須用非線性微分方程來(lái)描述，微分方程中出現(xiàn)非線性項(xiàng)低頻振動(dòng)f≤10Hz的振動(dòng)，旋轉(zhuǎn)機(jī)件的不平衡、機(jī)械變形等與位移成正比，主要利用位移傳感器來(lái)測(cè)量中頻振動(dòng)10Hz＜f≤1000Hz的振動(dòng)，振動(dòng)噪聲與速度成正比，主要利用速度傳感器來(lái)測(cè)量高頻振動(dòng)f＞1000Hz的振動(dòng)，振動(dòng)沖擊力及人體感覺與加速度成正比，主要利用加速度傳感器來(lái)測(cè)量按振動(dòng)位移的特征分類橫向振動(dòng)振動(dòng)體上的質(zhì)點(diǎn)在垂直于軸線的方向產(chǎn)生位移的振動(dòng)縱向振動(dòng)振動(dòng)體的質(zhì)點(diǎn)沿軸線方向產(chǎn)生位移的振動(dòng)擺振動(dòng)振動(dòng)體上的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置附近做弧線運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)二、振動(dòng)的描述與計(jì)算振幅是物體離開平衡位置的最大位移的絕對(duì)值，用xm表示，單位是m（機(jī)械設(shè)備的振幅用mm或μm表示）。振幅的量值可以表示為峰峰值（xpp）、單峰值（xp）、有效值（xrms）或平均值（xap或）。峰峰值是整個(gè)振動(dòng)歷程的正峰與負(fù)峰之間的差值，在振動(dòng)位移測(cè)量中較為常用；單峰值是正峰或負(fù)峰的最大值；有效值是振幅的均方根值。簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，單峰值等于峰峰值的1/2，也可以表達(dá)為：xp=?-xp?=xm=xpp；有效值x等于單峰值的0.707；平均值等于單峰值的0.637。提問：有一個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)，平均值是6.37mm，問峰值和峰峰值各是多少毫米？1．簡(jiǎn)諧振動(dòng)位移、速度、加速度的換算簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物理量遵從式（7-1）至式（7-3）所示的運(yùn)動(dòng)方程。將式（7-1）對(duì)時(shí)間t求導(dǎo)，可得振動(dòng)速度；將速度對(duì)時(shí)間t求導(dǎo)（或?qū)ξ灰七M(jìn)行二次求導(dǎo)），可得振動(dòng)加速度。簡(jiǎn)諧振動(dòng)的位移、速度、加速度隨時(shí)間的變化曲線如圖7-2所示。x=xmcos(ωt+φ)（7-1）v=dxm/dt=-ωxmsin(ωt+φ)=vmcos(ωt+φ+π/2)（7-2）a=d2xm/dt=dv/dt=-ω2xmcos(ωt+φ)=amcos(ωt+φ+π)（7-3）式中xm——振幅（m）；ω——振動(dòng)角頻率（rad/s，ω=2πf）；φ——初相角（rad）；vm——速度幅值（m/s，vm=ωxp）；am——加速度幅值（m/s2，am=ω2xp）。也可將簡(jiǎn)諧振動(dòng)的加速度a對(duì)時(shí)間積分，得到振動(dòng)的速度v；再將振動(dòng)速度v對(duì)時(shí)間積分（或?qū)⒓铀俣萢對(duì)時(shí)間雙重積分），可得振動(dòng)的位移x。在振動(dòng)測(cè)量中，振動(dòng)加速度的單位除m/s2外，也常用重力加速度1g=9.81m/s2作為計(jì)量單位。簡(jiǎn)諧振動(dòng)的加速度幅值（單位為g）與位移幅值的關(guān)系為am=ω2(xp/9.81)=4π2f2xm/9.81≈4f2xm（7-4）圖7-2簡(jiǎn)諧振動(dòng)的位移、速度、加速度變化曲線例7-1彈簧振子的簡(jiǎn)諧振動(dòng)如圖7-3所示，彈簧振子在C、O、B間作無(wú)摩擦力、無(wú)阻尼的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。O為平衡位置，C、B分別為負(fù)的和正的終止位置。已知B、C的距離為100mm，C→B運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為1s，求：振動(dòng)的周期T、頻率f和振幅xm。圖7-3彈簧振子的簡(jiǎn)諧振動(dòng)解振動(dòng)的周期T等于彈簧振子從C→O→B→O→C的過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間，所以T=2tC→B=2×1s=2s，f=1/T=1/(2s)=0.5Hz振幅xm等于C→O的距離，或O→B的距離，所以xm=100mm/2=50mm。2．振動(dòng)烈度與位移的換算振動(dòng)測(cè)量中，還經(jīng)常涉及振動(dòng)烈度。振動(dòng)速度的有效值稱為振動(dòng)的烈度。簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振幅峰峰值xpp與振動(dòng)烈度vF兩者之間的關(guān)系見式（7-5）。振動(dòng)烈度是以人可感覺到的0.071mm/s為起點(diǎn)，到71mm/s，共15個(gè)量級(jí)，相鄰兩個(gè)烈度量級(jí)的比值約為1.6（相差4dB）。（7-5）地震震級(jí)每相差1.0級(jí)，能量相差大約30倍。提問：每相差2.0級(jí)，能量相差約多少倍？例7-2利用磁電速度傳感器測(cè)得振動(dòng)烈度vF=4mm/s，測(cè)得旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速n=3000r/min（即3000rpm），假設(shè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)只有與轉(zhuǎn)速成正比的基頻振動(dòng)，求：旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振幅峰峰值xpp為多少微米？解該旋轉(zhuǎn)機(jī)械每旋轉(zhuǎn)一圈振動(dòng)一次時(shí)的基頻f=n/60=(3000/60)Hz=50Hz三、測(cè)振傳感器的分類

表7-2測(cè)振傳感器的種類及特點(diǎn)種類基本測(cè)量原理測(cè)量對(duì)象與測(cè)量范圍特點(diǎn)壓電式測(cè)振傳感器壓電效應(yīng)振動(dòng)體的加速度1Hz~50kHz自發(fā)電式，現(xiàn)場(chǎng)不需要電源，上限頻率響應(yīng)高，體積小，不易損壞；標(biāo)定困難渦流式測(cè)振傳感器電磁感應(yīng)定律與渦流效應(yīng)振動(dòng)體的位移；0~10kHz輸出信號(hào)與振動(dòng)位移成正比，非接觸式測(cè)量，不影響被測(cè)振動(dòng)體，標(biāo)定和校驗(yàn)比較容易；當(dāng)測(cè)量振動(dòng)物體材料和溫度不同時(shí)，影響傳感器線性范圍和靈敏度，需要重新標(biāo)定；可用于靜態(tài)及動(dòng)態(tài)測(cè)量磁電式測(cè)振傳感器電磁感應(yīng)定律振動(dòng)體的速度；0.1Hz~1kHz自發(fā)電式，現(xiàn)場(chǎng)不需電源，振動(dòng)信號(hào)與振動(dòng)速度成正比，通過(guò)微分或積分，可獲得簡(jiǎn)諧振動(dòng)的加速度值和位移值；體積大，線圈易損壞，輸出電壓的低頻率響應(yīng)應(yīng)及高頻率響應(yīng)應(yīng)均不好；用于振動(dòng)速度檢測(cè)光導(dǎo)纖維式測(cè)振傳感器光的全反射效應(yīng)振動(dòng)體的位移0.1Hz~10kHz現(xiàn)場(chǎng)不需要電源，抗電磁干擾能力強(qiáng)；測(cè)量結(jié)果受多種因素影響；可用于工業(yè)測(cè)量激光多普勒式測(cè)振傳感器多普勒效應(yīng)振動(dòng)體的速度0.1Hz~10kHz能夠檢測(cè)振幅10-6的微小變化；光路復(fù)雜，儀器本身不耐振動(dòng)，需要放置在抗振動(dòng)臺(tái)面上；可用于標(biāo)定其他測(cè)振儀MEMS電容式加速度傳感器變極距式電容效應(yīng)振動(dòng)體的加速度0Hz~10kHz體積小，集成度高，可同時(shí)測(cè)量三維振動(dòng)；可用于汽車、手機(jī)、火箭、衛(wèi)星、鉆地炸彈等測(cè)振項(xiàng)目一測(cè)振傳感器【項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)】?知識(shí)目標(biāo)1）了解壓電效應(yīng)及壓電元件。2）掌握電荷放大器的工作原理。3）了解渦流式測(cè)振傳感器的工作原理。4）了解磁電式測(cè)振傳感器的工作原理。?技能目標(biāo)1）掌握壓電式測(cè)振傳感器的應(yīng)用。2）掌握振動(dòng)設(shè)備的激振方法。任務(wù)一壓電式加速度傳感器測(cè)量振動(dòng)一、壓電效應(yīng)某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在其表面上產(chǎn)生電荷，當(dāng)外力去掉后，又重新回到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。反之，在電介質(zhì)的極化方向上施加交變電場(chǎng)或電壓，它會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形。去掉外加電場(chǎng)時(shí)，電介質(zhì)變形隨之消失，這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)（電致伸縮效應(yīng)）。提問：逆壓電效應(yīng)的現(xiàn)象有哪些？二、壓電材料的分類及特性壓電式加速度計(jì)中的壓電元件材料一般有三類：一類是壓電晶體（單晶體）；另一類是經(jīng)過(guò)極化處理的壓電陶瓷（多晶體）；第三類是高分子壓電材料。1）鋯鈦酸鉛系列壓電陶瓷（PZT）；2）非鉛系壓電陶瓷；（3）高分子壓電材料。提問：上述幾種的靈敏度和穩(wěn)定性是怎樣的？三、電荷放大器圖7-9電荷放大器a）電荷放大器電路b）外形1－壓電傳感器2－屏蔽電纜3－傳輸線分布電容4－電荷放大器SC－靈敏度選擇開關(guān)SR－帶寬選擇開關(guān)Cf′－Cf在放大器輸入端的密勒等效電容Cf″－Cf在放大器輸出端的密勒等效電容提問：1.圖7-9中，壓電元件直接接到運(yùn)算放大器的兩端，其本質(zhì)上是屬于電壓輸入還是電流輸入？2.二極管VD1、VD2起什么作用？3.第二級(jí)放大器中的C1起什么作用？4.第二級(jí)放大器中的RP起什么作用？（7-9）3．反饋電容和反饋電阻的選取提問：電荷放大器的反饋電容Cf小則獲得的輸出電壓怎樣？電荷放大器的高頻截止頻率主要由運(yùn)算放大器的電壓上升率和電纜引線電容決定。下限頻率fL由Rf與Cf的乘積決定：fL=1/(2πRfCf)。表7-3YE5850A電荷放大器的主要技術(shù)指標(biāo)參數(shù)名稱指標(biāo)最大輸入電荷量/pC106直流分流電阻/Ω約1014電荷靈敏度pC/m·s-21~100準(zhǔn)確度（%）±2最大輸出電壓/V±10輸出電流/mA0～±5輸出阻抗/Ω≤10響應(yīng)頻率/kHz0.001~30噪聲/μV＜30電源/VAC220±5%，或DC25環(huán)境溫度/℃0~40（20~90%RH）尺寸（寬×深×高）/mm132×70×20重量/kg2.5例7-3某壓電元件用于測(cè)量振動(dòng)，靈敏度d11=100×10-12C/N，電荷放大器的反饋電容Cf=1000pF，Rf=100MΩ，測(cè)得圖7-9中A1的輸出電壓Uo1）壓電元件的輸出電荷量Q的有效值為多少皮庫(kù)倫？2）被測(cè)振動(dòng)力F的有效值為多少牛頓？3）電荷放大器的靈敏度K為多少mV/pC？4）電荷放大器的下限截止頻率為多少赫？解1）壓電元件的輸出電荷量Q的有效值Q=CfUo=(1000×10-12×0.2）C=200pC2）被測(cè)振動(dòng)力F的有效值3）電荷放大器的靈敏度4）電荷放大器的下限截止頻率四、壓電式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用1．壓電式加速度傳感器探頭圖7-10常用壓電式加速度傳感器探頭a）原理圖b）中心壓縮式c）環(huán)形剪切式d）三角剪切型e）外形1－基座2－引出電極3－壓電晶片4－質(zhì)量塊5－彈簧6－殼體7－固定螺孔8－夾持環(huán)提問：圖7-10中的彈簧起什么作用？2．壓電式加速度傳感器的組成圖7-11壓電式加速度傳感器原理圖圖7-12便攜壓電式加速度儀外形及顯示的頻譜圖1－量程選擇開關(guān)SC2－壓電傳感器輸入信號(hào)插座3－多路選擇開關(guān)4－帶寬選擇開關(guān)SR5－帶背光的點(diǎn)陣液晶頻譜顯示器6－電池盒7－可變角度支架提問：1.圖7-12中量程選擇開關(guān)SC所對(duì)應(yīng)的負(fù)反饋電容Cf的數(shù)值越大，靈敏度就怎樣？2.圖7-12中帶寬選擇開關(guān)SR所對(duì)應(yīng)的負(fù)反饋電容Rf的數(shù)值越大，下限頻率就怎樣？3.圖7-12中的液晶屏的橫軸是時(shí)間還是頻率？所顯示的波形圖是時(shí)域圖還是頻域圖？4.圖7-12中，若多路選擇開關(guān)至于“0”的位置，液晶屏顯示狀態(tài)？如果儀表有記憶功能，則液晶屏顯示狀態(tài)又是怎樣的？5.如果壓電傳感器的輸出電纜插到3個(gè)壓電傳感器輸入信號(hào)插座的最左端的插孔里，則多路選擇開關(guān)應(yīng)置于什么位置（0/1/2/3）？6.如果欲刷新液晶屏，則應(yīng)按一下那個(gè)鍵（ON/R）？【電荷放大器參數(shù)填表訓(xùn)練】便攜壓電式加速度計(jì)面板如圖7-12所示，壓電探頭的靈敏度d11=100×10-12C/N=100pC/N，開關(guān)SR置于100MΩ檔位，fL=1/(2πRfCf)，請(qǐng)?zhí)顚懴卤?。輸入?dòng)態(tài)力/N電荷量Q/pC開關(guān)SC位置輸出電壓Uo/V下限截止頻率fL/Hz1100pF111001000pF0.01μF0.10.16100100000.0161000.01μF13．壓電式加速度傳感器的主要技術(shù)特性（1）靈敏度K；（2）頻率范圍；（3）動(dòng)態(tài)范圍；（4）線性度；（5）橫向靈敏度。表7-4HK9101-J壓電式加速度傳感器的主要技術(shù)指標(biāo)參數(shù)名稱指標(biāo)靈敏度/pC·g-135最大橫向靈敏度比（%）5加速度測(cè)量范圍/g-100~+100頻率范圍/Hz0.2~8000安裝諧振頻率/kHz28（螺栓固定）輸出電壓（隔直后的峰峰值）/V10電源/VDC15～24（3~10mA）自動(dòng)斷電/min1環(huán)境范圍/℃-10~50，<90%RH外形尺寸（寬×深×高）/mm185×68×30重量/g19安裝螺栓M54．壓電式振動(dòng)加速度傳感器的安裝、使用方法圖7-14壓電式振動(dòng)加速度傳感器的安裝、使用方法a）雙頭螺釘固定法b）磁鐵吸附法c）膠水粘結(jié)法d）手持探針式法1－壓電式加速度傳感器2－雙頭螺釘3－磁鐵4－粘結(jié)劑5－頂針提問：1.圖7-14中，c圖（膠水粘結(jié)法）與a圖（螺釘固定法）比較，哪種方法可以測(cè)量較大的振動(dòng)？為什么？2.d圖（手持法）比較簡(jiǎn)單，但有何弊端？適宜于何種場(chǎng)合的振動(dòng)測(cè)量？表7-5RION-VM-63A便攜壓電式加速度傳感器的主要技術(shù)指標(biāo)參數(shù)名稱指標(biāo)探頭型式壓電剪切式加速度/m·s-20.1~199.9速度/mm·s-10.1~199.9位移（峰峰值）/mm0.001~1.999準(zhǔn)確度（%）±5，±2個(gè)字頻率范圍/kHz加速度1~15速度0.01~1位移0.01~1顯示3?位，更新速度1s滿量程信號(hào)輸出/VAC2耳機(jī)負(fù)載阻抗/kΩ1電源9V電池，連續(xù)工作時(shí)間25h自動(dòng)斷電時(shí)間/min1環(huán)境溫度/℃-10~50（<90%RH）尺寸（寬×深×高）/mm68×30×185重量/g2505．軸承振動(dòng)檢測(cè)圖7-15壓電式加速度傳感器檢測(cè)軸承振動(dòng)的安裝示意圖A－軸承的軸向振動(dòng)加速度傳感器B－軸承的徑向振動(dòng)加速度傳感器C－殼體振動(dòng)加速度傳感器提問：為什么需要3個(gè)振動(dòng)探頭？任務(wù)二渦流式位移傳感器測(cè)量振動(dòng)一、認(rèn)識(shí)渦流效應(yīng)與渦流線圈的阻抗1．渦流效應(yīng)渦流式傳感器的基本工作原理是渦流效應(yīng)。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，金屬導(dǎo)體置于變化的磁場(chǎng)中時(shí)，導(dǎo)體表面以及近表面就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。電流的流線在金屬體內(nèi)自行閉合，這種由電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生的旋渦狀感應(yīng)電渦流（以下簡(jiǎn)稱渦流），這種現(xiàn)象稱為渦流效應(yīng)。提問：為什么變壓器和電動(dòng)機(jī)的鐵心多用硅鋼片制作？圖7-17渦流效應(yīng)1－渦流線圈2－導(dǎo)電工件3－渦流提問：欲對(duì)較厚、距離較遠(yuǎn)的金屬工件進(jìn)行檢測(cè)，渦流探頭可采用多少千赫的激勵(lì)電流？2．渦流線圈的等效阻抗Z=f（f、μ、σ、r、δ）（7-10）提問：渦流線圈的等效阻抗與這么多變量有關(guān)，說(shuō)明什么問題？二、渦流式傳感器探頭結(jié)構(gòu)渦流式傳感器的傳感元件主要是一個(gè)線圈，俗稱渦流探頭。渦流探頭必須與被測(cè)金屬以及測(cè)量轉(zhuǎn)換電路一起，才能構(gòu)成完整的渦流式傳感器。圖7-18渦流探頭結(jié)構(gòu)1－渦流線圈2－探頭殼體3－殼體上的位置調(diào)節(jié)螺紋4－印制電路板5－夾持鎖緊螺母6－電源指示燈7－閾值指示燈8－輸出屏蔽電纜9－電纜插頭提問：1.圖7-18中，探頭的左端用金屬材料制作行嗎？為什么？2.圖7-18中，探頭的兩只夾持鎖緊螺母同時(shí)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（宏觀看，螺母是向右移動(dòng)），此時(shí)探頭的安裝位置作何種變化？3.電纜插頭有何種材料制作較好？4.圖7-18中，探頭的右端尾部的電源指示燈不亮，說(shuō)明什么？5.圖7-18中，探頭的右端尾部的電源指示燈亮，但閾值指示燈不亮，說(shuō)明什么？三、渦流探頭信號(hào)轉(zhuǎn)換電路渦流探頭與被測(cè)金屬之間的距離變化可以轉(zhuǎn)換為探頭線圈的等效阻抗（主要是等效感抗）以及品質(zhì)因數(shù)Q（與等效電阻有關(guān)）等參數(shù)的變化。測(cè)量轉(zhuǎn)換電路的任務(wù)是把這些參數(shù)變換為電壓、電流或頻率，相應(yīng)地有調(diào)幅式、調(diào)頻式和電橋等電路。1．定頻調(diào)幅式信號(hào)轉(zhuǎn)換電路所謂調(diào)幅式電路也稱為AM電路，它以輸出高頻信號(hào)的幅度來(lái)反映渦流探頭與被測(cè)金屬導(dǎo)體之間的關(guān)系。定頻、調(diào)幅式電路的原理框圖如圖7-19所示。圖7-19定頻、調(diào)幅式電路的原理框圖提問：1.中波廣播電臺(tái)稱為AM/FM？2.圖7-19中，為什么要用到石英晶體振蕩器？3.圖7-19中，電阻R起什么作用？4.圖7-19中，檢波器起什么作用？5.圖7-19中，0.1μF電容起什么作用？2．調(diào)頻式電路并聯(lián)諧振回路的諧振頻率為（7-11）圖7-21調(diào)頻式測(cè)量轉(zhuǎn)換電路原理框圖及鑒頻器特性a）測(cè)量轉(zhuǎn)換原理b）鑒頻器特性提問：1.調(diào)頻電臺(tái)是什么意思？2.圖7-21中，為什么要設(shè)置“限幅器”？3.圖7-21b中，輸出電壓與什么變量成正比？沒有金屬被測(cè)物靠近調(diào)頻式探頭線圈時(shí)，輸出電壓為什么？當(dāng)金屬被測(cè)物靠近調(diào)頻式探頭線圈時(shí)，輸出電壓如何變化？四、渦流式測(cè)振傳感器的特性表7-6YD9800系列渦流式位移傳感器技術(shù)指標(biāo)①殼體螺紋/mm線圈直徑/mm線性范圍（量程）/mm最佳安裝距離/mm最小被測(cè)面直徑/mm分辨力/μmM8×1510.5151M14×1.51142354M16×1.52584708M30×250251210010①工作溫度-50～+175℃；線性誤差：1%；靈敏度溫漂：0.05%/℃；穩(wěn)定度：1%/年；互換性誤差≤提問：探頭的直徑越大，測(cè)量范圍就越？分辨力也越？靈敏度也？六、渦流式傳感器用于振動(dòng)位移的檢測(cè)圖7-22非接觸振幅測(cè)量方法a）徑向振動(dòng)測(cè)量b）長(zhǎng)軸振型測(cè)量c）葉片振動(dòng)測(cè)量1－渦流式傳感器2－被測(cè)物提問：渦流式測(cè)振傳感器安裝使用注意事項(xiàng)？例7-4用渦流式測(cè)振儀檢測(cè)軸向竄動(dòng)如圖7-23a所示。已知傳感器的靈敏度K=2.5V/mm，最大線性范圍（優(yōu)于5%）xmax=8mm?，F(xiàn)將傳感器安裝在主軸的右側(cè)，使用計(jì)算機(jī)記錄下的振動(dòng)波形如圖7-23b所示。求：1）主軸振動(dòng)的基頻f是多少赫茲？2）軸向振動(dòng)的振幅峰峰值xpp為多少微米？3）為了得到較好的線性度與最大的測(cè)量范圍，傳感器與被測(cè)金屬的安裝距離δ0應(yīng)為多少毫米？4）振動(dòng)波形不是正弦波的原因有哪些？圖7-23用渦流式測(cè)振儀檢測(cè)軸向竄動(dòng)a）軸向竄動(dòng)的檢測(cè)b）振動(dòng)波形解1）主軸振動(dòng)的基頻f=1/T=1÷(40ms/2)=50Hz。2）軸向振動(dòng)的振幅峰峰值xpp=Upp/K=5÷(2.5V/mm)=2mm。3）為了在動(dòng)態(tài)下獲得較好的線性度，間隙應(yīng)為量程的一半，所以傳感器與被測(cè)金屬的安裝距離δ0=0.5xmax=0.5×8mm=4mm。4）振動(dòng)波形不是正弦波的原因有：①軸向振動(dòng)本身就不是簡(jiǎn)諧振動(dòng)，含有大量的高次諧波；②被測(cè)面不平整；③渦流式傳感器的支架與基座直徑存在微小的共振等。任務(wù)三磁電式傳感器測(cè)量振動(dòng)圖7-24磁電式速度傳感器a）動(dòng)鐵式結(jié)構(gòu)b）動(dòng)圈式結(jié)構(gòu)1－頂桿（與被測(cè)振動(dòng)體接觸）2－限位器3、8－波紋膜片支撐4－磁鐵5－鐵心6－動(dòng)圈7－動(dòng)圈引線9－殼體10－支撐彈簧11－固定線圈12－線圈框架13－被測(cè)振動(dòng)體二、動(dòng)鐵式磁電傳感器提問：在圖7-24a中，當(dāng)被測(cè)基座的振動(dòng)消失時(shí)，磁鐵的振動(dòng)是否立即消失？這個(gè)特性對(duì)振動(dòng)的檢測(cè)有何不利影響？任務(wù)四振動(dòng)的激振與激振器提問：激振器有哪幾種類型？圖7-25電動(dòng)式激振器a）結(jié)構(gòu)b）外形1－固定螺栓（或橡膠扎帶）2－振動(dòng)臺(tái)面3－頂桿4－限位器5－下凹支撐彈簧片（兩片）6－動(dòng)圈引線7－接線端子8－動(dòng)圈9－永久磁鐵10－環(huán)形軟鐵心11－心桿12－上凸支撐彈簧片13－殼體14－剛性支架提問：在圖7-25中，如果激磁電流為100kHz，振動(dòng)臺(tái)面的振動(dòng)也可以達(dá)到100kHz嗎？為什么？表7-8JZQ-100永磁激振器的主要技術(shù)指標(biāo)參數(shù)名稱指標(biāo)最大激振力/N1000頻率范圍/Hz0~800最大位移/mm±12動(dòng)圈直流電阻/Ω0.8最大勵(lì)磁電流/A30力靈敏度/N·A-117可動(dòng)部件質(zhì)量/kg1.2總質(zhì)量/kg70尺寸/mm?260×360安裝方式被激振對(duì)象用螺栓緊固在振動(dòng)臺(tái)面上或用橡膠帶綁緊在振動(dòng)臺(tái)面上2．電動(dòng)式激振器的安裝圖7-26電動(dòng)式激振器的安裝a）激振器直接固定在地面b）激振器用具有彈性的支撐固定在地面c）激振器用具有彈性的支撐固定在頂面d）激振器固定在被測(cè)振動(dòng)體上方e）激振器固定在側(cè)面k－彈簧c－阻尼提問：在圖7-26中，哪一種激振方式適應(yīng)于較重質(zhì)量體的x向激振？為什么？什么叫做“背靠背”校驗(yàn)？3．振動(dòng)體振動(dòng)參數(shù)的激光干涉檢測(cè)方法圖7-27激光干涉測(cè)振系統(tǒng)1－氦氖激光器2－分光鏡3－反光膜4－被校測(cè)振傳感器5－參考反射鏡o0—測(cè)量光束o1—振動(dòng)體反射光束o2－振動(dòng)體光束e0－參考光束e1－參考鏡反射光束e2－參考鏡光束提問：圖7-27所示的干涉測(cè)振系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是什么？激光二、力錘激振圖7-28力錘a）結(jié)構(gòu)b）外形c）激振的時(shí)域波形1－錘頭墊2－測(cè)力傳感器