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[導(dǎo)讀]在振動(dòng)試驗(yàn)中,監(jiān)測(cè)通道的曲線經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)如下圖1所示被截止的現(xiàn)象,特別是對(duì)于大量級(jí)(控制加速度比較大)、尺寸大機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜的試驗(yàn)體,且監(jiān)測(cè)通道的加速度比較大(100G以上)的時(shí)候。這種現(xiàn)象稱(chēng)為監(jiān)測(cè)通道的飽和截止現(xiàn)象(saturation)。圖1監(jiān)測(cè)通道的飽和截止曲線在分析問(wèn)題產(chǎn)生原...

在振動(dòng)試驗(yàn)中,監(jiān)測(cè)通道的曲線經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)如下圖1所示被截止的現(xiàn)象,特別是對(duì)于大量級(jí)(控制加速度比較大)、尺寸大機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜的試驗(yàn)體,且監(jiān)測(cè)通道的加速度比較大(100G以上)的時(shí)候。這種現(xiàn)象稱(chēng)為監(jiān)測(cè)通道的飽和截止現(xiàn)象(saturation)。

1 監(jiān)測(cè)通道的飽和截止曲線

在分析問(wèn)題產(chǎn)生原因之前,先了解一下加速度信號(hào)的路徑,加速度傳感器采集加速度信號(hào),經(jīng)前置電荷放大器變換為電壓信號(hào),再通過(guò)振動(dòng)控制儀的信號(hào)處理,將加速度信號(hào)顯示在屏幕上。本文針對(duì)電荷型加速度傳感器,且振動(dòng)控制儀內(nèi)藏前置電荷放大器進(jìn)行說(shuō)明。

2 常見(jiàn)振動(dòng)控制儀內(nèi)藏前置電荷放大器輸入通道

3 加速度信號(hào)路徑

圖3中,靈敏度和輸入通道電壓量程是非常需要我們引以重視的兩個(gè)概念,前兩個(gè)靈敏度決定加速度信號(hào)的電壓大小,輸入通道電壓量程則決定顯示輸入通道最大的加速度大小。比如,下面的一個(gè)掃頻耐久試驗(yàn),

此時(shí),我們可以計(jì)算得到,監(jiān)測(cè)輸入通道的加速度最大輸入電壓為

5.57 pC/(m/s2×1mV/(pC)×±500m/s2 = ±2785mV ?= ±2.785V

顯然,滿(mǎn)足輸入通道電壓量程±10V,振動(dòng)控制儀電腦屏幕也就能正常的進(jìn)行顯示。但是,如果電荷放大器靈敏度選擇為10mV/(pC),則監(jiān)測(cè)通道的加速度最大輸入電壓變?yōu)椤?7.85V,大于±10V,也就不能正確的得到加速度信號(hào),振動(dòng)控制儀也就只能放棄,出現(xiàn)飽和截止現(xiàn)象。另外,如果選擇的加速度傳感器靈敏度過(guò)大,比如21.03pC/(m/s2),電荷放大器靈敏度1mV/(pC),輸入電壓為10.515V,同樣也會(huì)出現(xiàn)飽和截止現(xiàn)象。

? 通過(guò)上面的分析,可以看出,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因主要有,

1 針對(duì)試驗(yàn)加速度量級(jí),加速度傳感器選型不當(dāng)。

2 電荷放大器的靈敏度設(shè)置錯(cuò)誤。

3 其他原因,傳感器安裝方向不當(dāng)、傳感器損壞、振動(dòng)控制儀儀器損壞etc.。

? 以上現(xiàn)象在初次接觸振動(dòng)試驗(yàn)的工程師身上或在大試驗(yàn)體的共振點(diǎn)探查試驗(yàn)中經(jīng)常出現(xiàn)。建議在試驗(yàn)前根據(jù)試驗(yàn)條件,預(yù)估一下監(jiān)測(cè)輸入通道的最大加速度,按照上述方法計(jì)算一下,進(jìn)行正確的設(shè)置。當(dāng)然,如果經(jīng)費(fèi)充足,多準(zhǔn)備幾個(gè)不同量級(jí)的靈敏度加速度傳感器。試驗(yàn)量級(jí)加速度小的時(shí)候,選靈敏度偏大的傳感器;試驗(yàn)量級(jí)加速度大的時(shí)候,選擇靈敏度偏小的加速度傳感器。

? 另外,飽和截止圖像可以用來(lái)鑒別振動(dòng)控制儀的優(yōu)異。如圖4,在共振點(diǎn)探查試驗(yàn)中人為構(gòu)現(xiàn)飽和截止現(xiàn)象,可以看到并非是一條直線,而是類(lèi)似于一個(gè)圓弧的形狀,其實(shí)這就涉及到振動(dòng)控制儀內(nèi)部信號(hào)處理方法細(xì)節(jié)問(wèn)題。個(gè)人觀點(diǎn),僅供參考。

4 真實(shí)飽和截止圖像



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