测试与信息处理实验报告.doc

实验报告

实验名称
测试与信息处理实验

学生姓名

学　号

教学院系

专业年级

指导教师

测试与信息处理实验报告
目 录
一、实验目的 1
二、实验仪器和设备 1
1、设备 1
2、仪器 1
三、实验框图 1
四、实验步骤 2
五、实验数据记录、处理与分析 3
1、传感器的校准数据记录与处理： 3
2、振动筛垂直加速度测量记录与处理： 4
3、振动筛水平加速度数据记录、处理: 6
4、振动筛扭摆加速度数据记录、处理： 8
5。 振动筛振型处理图形如下： 10
6、振动筛隔振数据采集、处理： 12
7、振动筛噪音测量数据记录: 13
六、弹簧刚度数据记录和计算 14
1、静刚度数据记录及处理 14
2、动刚度数据记录及处理： 14
七、实验总结 18
八、心得体会 18

一、实验目的
本实验是为了培养学生综合运用所学的有关机械知识设计基础、测试、传感器以及信息处理等知识的能力，根据测试对象及要求，设计测试方案，并对测试数据进行综合分析处理.通过本实验，培养学生综合运用知识的能力、动手能力以及合作精神,使学生具备进行现场实验测试的能力。
二、实验仪器和设备
1、设备
1、 振动筛模型，螺旋弹簧
2、 联想电脑一台
2、仪器
振动力学试验、动态信号分析仪、YE5502A传感器校准仪、振动台、游标尺、杆秤、分贝测试仪、电荷放大器、功率放大器、信号发生器、滤波器。同时还需要:磁性座、橡胶木榔头，砝码.
三、实验框图
传感器
动态信号
分析仪
计算机记录
存储
显示器显示
振动筛震动加速度测量框图
振动筛

传感器
校准仪
传感器
计算机记录
存储
显示器显示
传感器校准框图
动态信号
分析仪

弹簧
传感器
计算机记录
存储
显示器显示
动态信号
分析仪
弹簧固有频率测量框图

四、实验步骤
首先按照实验测量框图,将各仪器连接起来。振动筛和电源、开关也要连接好，依次做下面的测量：
1、 传感器的校准：将传感器固定在传感器校准仪上,然后打开校准仪电源开关,将校准仪的振动加速度调到9.8m2/s。然后通过动态信号分析仪、计算机，对传感器输出电压波形进行采集和记录.在计算实验加速度时,我们将依次直进行加速度和电压直换算。
2、 振动筛垂直加速度测量：将校准的加速度传感器用磁性座依次固定在振动筛的四个角部位(分别记为1、2、3、4），以垂直方位固定.打开电源开关启动振动筛,当稳定后，选好传感器所连接的通道进行数据采集,一定时间后停止数据采集。断开电源,对记录数据进行时域分析,提取有用幅值信息,并进行数据储存记录，为实验报告分析用。然后依次测量1、2、3、4点。
3、 振动筛水平加速度测量：操作同上，只是传感器的方位在水平。
4、 振动筛扭摆加速度测量:操作同上，只是传感器的方位在横向。
5、 振动筛振型测量：振动筛启动和数据采集操作同步骤2，只是同时将两个传感器固定在同一个部位的垂直和平行方位。通过仪器的两个通道同时采集,对采集数据进行X—Y向示波。
6、 振动筛隔振测量：用单个传感器对振动筛的本身点（5）、底座点（6）、地 点(7）进行测量 ，本次以垂直方向进行实验，过程如步骤2所述.依次对5、6、7三个部位进行测量。
7、 振动筛噪音测量：启动振动筛,用噪声测量仪在距振动筛1.5m处进行测定，由于仪器灵敏度高，实验室隔音效果差，学生多，我们只记录变化数值的中间直进行分析。
8、 振动筛弹簧动静刚度测量：
（1）、静刚度测量:
首先,把安装在底部的四个弹簧拆下,并把分别靠近1、2、3、4位置的弹簧记为1#、2＃、3#、4#进行标记。
然后，依次称取各个弹簧的质量,并记录下来。
最后，依次测量各个弹簧加载为0、2。5、5、7.5、10（Kg）时的长度,并记录下来。同时也要记录依次卸载时的弹簧长度。
(2）、动刚度测量：
依测静刚度时的标记命名各弹簧，将弹簧放在平的地面上,上面放一个平座,传感器放在此座上，传感器的测量方向与弹簧的深长和压缩方向相同.然后用木锤子给弹簧一个敲击力,此时弹簧的震动将会一直的衰减，这是我们会采集到弹簧的衰减过程波形。记录并保存起来为以后分析提供数据.（注意：敲击时不要是平座脱离弹簧）
扭摆方向
水平方向
测点位置示意图
五、实验数据记录、处理与分析
垂直方向
② ① ⑤

地面
⑥
③ ④ ⑦
1、传感器的校准数据记录与处理:

5通道传感器灵敏度s5=9.8m2/s/417。03mv=0。023499508 m2/s/ mv

6通道传感器灵敏度s6=9.8m2/s/151.3718mv=0.064741252 m2/s/ mv

2、振动筛垂直加速度测量记录与处理：

为第5通道的灵敏度
运用第5通道传感器采集，计算如下表：
测点
编号
最大值
Vmax(mv）
最小值
Vmin（mv)
加速度a
1
725。73
-669.27
90。3140
2
473.95
-374。46
54.9271
3
578.63
-621。36
77。6889
4
701.62
-809.50
97。8318
运用第5通道传感器采集，图象如下:

1

2

3

4
3、振动筛水平加速度数据记录、处理：

为第5通道的灵敏度
运用第5通道传感器采集，计算如下表:

测点
编号
最大值

最小值

加速度a
1
651。27
-495。01
74。2116
2
567。19
-624.71
77.1651
3
499.74
-531.17
66.7424
4
536.06
-454。57
64.1346
运用第5通道传感器采集，图象如下：

1

2

3

4
4、振动筛扭摆加速度数据记录、处理：

为第5通道的灵敏度

测点
编号
最大值
最小值

加速度a
1
200.35
-216.68
26.9990
2
407。88
—737。02
74.1223
3
525。68
—419.93
61.2200
4
318。61
-447。40
49。5924
运用第5通道传感器采集，图象如下：

1

2

3

4
5. 振动筛振型处理图形如下：

1

2

3

4
振型图近似一个椭圆形状的图！
6、振动筛隔振数据采集、处理：

为第6通道的灵敏度
运用第6通道传感器采集，计算如下表：
测点
编号
最大值

最小值

加速度a
5
87.13
-123.29
6.6667
6
87。13
-123.29
6。6667
7
0。61
-3.68
0。1359
振动筛隔振处理图形如下:

1

2

3
7、振动筛噪音测量数据记录:
静止时测出的噪音：45分贝
振动时测出的噪音：
1点：76分贝 2点:77 分贝 3点：77分贝 4点：78分贝
六、弹簧刚度数据记录和计算
1、静刚度数据记录及处理
静刚度数据如下表：
弹簧
编号
1#

2＃

3＃

4＃

弹簧质量
（K g）

0.60

0.58

0。59

0.62
载荷（Kg)
加载（mm）
加载（mm)
加载（mm）
加载（mm）
0
205.60
204。68
202.18
202.38
2。5
204.60
203。60
200。90
201。44
5
203.80
202.70
199。92
200.20
7.5
202。98
201。60
198.72
199.30
10
202。34
200。60
197.58
198.20
K△=—∑(△F/△L）/4
30.821
24.170
21.512
23。829

2、动刚度数据记录及处理：
1＃弹簧：
记录数据：t1=1。2960 A1=61.4948 n=2 图中数据：t2=1.3960 A2=11.5970

2＃弹簧:
记录数据:t1=1。7840 A1=51。1185 n=5 图中数据:t2=2.0240 A2=10。3763

3＃弹簧：
记录数据：t1=1.1800 A1=14。0385 n=4 图中数据：t2=1。3620 A2=5.0356

4#弹簧：
记录数据:t1=1。5600 A1=293。7407 n=3 图中数据：t2=1.7060 A2=69。5822

本实验采用阶跃响应法（敲击法）测量弹簧的固有频率。首先给弹簧一个敲击信号，然后根据此信号的响应曲线，从而求出，再由公式 求出弹簧的动刚度K。
公式计算推导过程如下:
信号幅值衰减规律知 ：（ ） （1）
令 (2）
整理得 （3)
则 （4）
已知 （5）
（ ） （6）
得 (7）
由1、2、3、4、5、6、7式可以得出
弹簧的动刚度 （8)
= (9）
（10)
（11）
(12）
由(8）、(9）、（10)、(11）和（12)式联立解得
（13）
M——垫块的质量（1Kg）
m——弹簧的质量
———信号响应的频率
--—弹簧的固有频率
M---——-—---—--—-垫块质量(1kg）
m-—--——-——-——--——弹簧质量；
---—-—----———-峰值（对应）；
—-——--———-——峰值（对应）；
n----—-—---——--———-间隔峰值；
—-----—-—---——时间;
——---———--—--—--时间
计算：
数据
弹簧
（s)
(s）
（mv）
（mv）
1#（0.60kg）
1.2960
1。3960
61。4948
11。5970
2#(0。58kg）
1.7840
2。0240
51.1185
10。3763
3#（0.59kg）
1。1800
1.3620
14.0385
5.0356
4＃（0。62kg)
1。5600
1.7060
293。7407
69.5822
将数据带入公式（13）：
=8487。7
=8687.3
=9701。7
=8752.9
七、实验总结
经过本次实验，使我们基本上掌握了本次实验的要领，认识了几种测试设备，能进行数据记录与处理，总体来说本次实验还是比较成功的!
八、心得体会
在本次实验中，我学会了各种测试仪器的使用方法.在整个试验中老师以孜孜不倦的教导精神深深的鼓舞的大家，让我们顺利的完成了试验。虽然实验的时间不长但是大家通过实验的本身还是学到了很多的知识。在这次实验当中也深知团队精神的重要性，在此对在这次实验中给予我帮助的老师和同学表示致谢！