《机械振动基础》实验报告
（2015年春季学期）
姓 名 学 号 班 级
专 业 机械设计制造及其自动化 报告提交日期 2015.05.07
哈尔滨工业大学
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报告要求
1. 实验报告统一用该模板撰写，必须包含以下内容： (1) 实验名称 (2) 实验器材 (3) 实验原理 (4) 实验过程 (5) 实验结果及分析 (6) 认识体会、意见与建议等
2. 正文格式：四号字体，行距为1.25倍行距； 3. 用A4纸单面打印；左侧装订；
4. 报告需同时提交打印稿和电子文档进行存档，电子文档由班长收齐，统一发送至：liuyingxiang868@hit.edu.cn。 5. 此页不得删除。
评语：
实验一成绩（9分）： 实验二成绩（6分）： 总分（15分）： 教师签名：
年 月 日
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实验一报告正文
一、 实验名称：机械振动的压电传感器测量及分析 二、 实验器材
1、机械振动综台实验装置(压电悬臂梁) 一套
2、激振器 一套 3、加速度传感器 一只 4、电荷放大器 一台 5、信号发生器 一台 6、示波器 一台 7、电脑 一台 8、NI9215数据采集测试软件 一套 9、NI9215数据采集卡 一套 三、 实验原理
信号发生器发出简谐振动信号，经过功率放大器放大，将简谐激励信号施加到电磁激振器上，电磁激振器振动杆以简谐振动激励安装在激振器上的压电悬臂梁。压电悬臂梁弯曲产生电流显示在示波器上，可以观测悬臂梁的振动情况；另一方面，加速度传感器安装在电磁激振器振动杆上，将加速度传感器与电荷放大器连接，将电荷放大器与数据采集系统连接，并将数据采集系统连接到计算机（PC机）上，操作NI9215数据采集测试软件，得到机械系统的振动响应变化曲线，可以观测电磁激振器的振动信号，并与信号发生器的激励信号作对比。实验中的YD64-310型压电式加速度计测得的加速度信号由DHF-2型电荷放大器后转变为一个电压信号。电荷放大器的内部等效电路如图1所示。
CFRFCaCcCi0q00uoRa传感器Rc电缆Ri电荷放大级
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图1 加速度传感器经电荷放大的等效电路
压电悬臂梁的简谐振动振幅与频率测量实验原理如图2所示，实验连接图如图3所示。
电脑数据采集卡电荷放大器加速度传感器压电悬臂梁信号发生器功率放大器激振器示波器
图2 简谐振动振幅与频率测量原理图
信号发生器功率放大器电荷放大器压电俘能器器加速度传感器电磁激振器数据采集卡示波器电脑图3 实验连接图
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四、 实验过程
打开所有仪器电源，将DG-1022型信号发生器的幅值旋钮调至最小，采用正弦激励信号， DHF-2型电荷放大器设置为100mv/UNIT（YD64-310型加速度计的标定电荷灵敏度为13.2PC/ms-2，本实验中将电荷放大器的灵敏度人工设定为132PC/ms-2，并且增益调至10mV/Unit档，则该设定下电荷放大器的总增益为100mV/Unit。在实验中我们想要控制输入加速度大小为10m/s2，则只需控制输入信号使示波器中的来自电荷放大器的峰峰值为2V。）。设置信号发生器为“手动”模式，调节“手动扫频”至固定频率(20~80Hz任意自选)，调节幅值旋钮使其输出电压为2V。
实验中由DG-1022信号发生器输出正弦激励信号，这个信号经过HEA-200C型功率放大器可以转化为一个频率和幅值可调的输出信号。这个信号作用在HEV-200型电动式激振器上使其振动。同时，利用安装在发电装置上面的YD64-310型加速度传感器可以测得一个激振加速度的信号，经过DHF-2型电荷放大器后转变为一个电压信号，将这个电压信号输入到NI 9215数据采集卡中，数据采集卡由USB接口接到电脑上，通过LabVIEW Full Development System软件，可以观察其电压大小。而我们利用HEA-200C型功率放大器调节信号输入使其加速度保持为10m/s2，最后激振器振动后，压电悬臂梁装置通过将振动的机械能转化为电能，并接到示波器上，观察随激励振动产生的交变电压。
观察示波器的电流变化并记录电脑软件界面的频率和幅值。 重复步骤4、5五次，制成下面表格后计算平均值。 五、 实验结果及分析 实验数据：
数组 频率 采集电压V 加速度m/s2 1 2 3.23 10 2 3 9.25 10 3 4 7.81 10 平均值 3 6.76 10 精品文档交流
机械振动实验报告
