廣束2常大努 《测试技术实验》 实验指导书 肖体兵段宏 机电工程学院 二0一八年十二月印
《测试技术实验》 实验指导书 肖体兵 段宏 机电工程学院 二０一八年十二月印
《工程测试技术实验》实验指导书 目录 实验一测试装置动态特性的测量.3 实验二机械转子底座的振动测量和分析13 实验三虚拟仪器(Labview)上机实验..17 附1实验报告书格式… …33 附2实验报告内容34
《工程测试技术实验》实验指导书 2 目 录 实验一 测试装置动态特性的测量………………..…..3 实验二 机械转子底座的振动测量和分析……………13 实验三 虚拟仪器（Labview）上机实验………………17 附 1 实验报告书格式………………………………33 附 2 实验报告内容……………………………...……34
实验二测试装置动态特性的测量 实验指导书 实验项目名称：测试装置动态特性的测量 实验项目性质：综合性 所属课程名称：测试技术实验 实验计划学时：2 一.实验目的 1.了解差动变压器式位移传感器的工作原理 2.掌握测试装置动态特性的测试 3.掌握m-k-c二阶系统动态特性参数的影响因素 二.实验内容和要求 1.差动变压器式位移传感器的标定 2.弹簧振子二阶系统的阻尼比和固有频率的测量 三.实验主要的仪器设备和材料 该实验需要的主要仪器设备有：弹簧振子实验台、计算机、采 集卡、电源。 1.弹簧振子实验台 弹簧振子实验台的原理如图2-1所示，主要由弹簧k、质量振 子m、阻尼器c、传感器、台架、振子位置调节器等组成。阻尼 器由阻尼薄片和介质阻尼及传感器铁心运动副组成，更换不同面 积的阻尼薄片和介质，可获得不同的阻尼系数。 实验台为一典型的-k-c二阶系统，系统的传递函数为 1 G(s)= (1) ms2 +cs+k 3
实验二 测试装置动态特性的测量 3 实验指导书 实验项目名称：测试装置动态特性的测量 实验项目性质：综合性 所属课程名称：测试技术实验 实验计划学时：2 一．实验目的 1．了解差动变压器式位移传感器的工作原理 2．掌握测试装置动态特性的测试 3．掌握m-k-c二阶系统动态特性参数的影响因素 二．实验内容和要求 1. 差动变压器式位移传感器的标定 2．弹簧振子二阶系统的阻尼比和固有频率的测量 三．实验主要的仪器设备和材料 该实验需要的主要仪器设备有：弹簧振子实验台、计算机、采 集卡、电源。 1．弹簧振子实验台 弹簧振子实验台的原理如图 2-1 所示，主要由弹簧 k、质量振 子 m、阻尼器 c、传感器、台架、振子位置调节器等组成。阻尼 器由阻尼薄片和介质阻尼及传感器铁心运动副组成，更换不同面 积的阻尼薄片和介质，可获得不同的阻尼系数。 实验台为一典型的 m-k-c 二阶系统，系统的传递函数为 2 1 G s( ) ms cs k (1)
《工程测试技术实验》实验指导书 系统的无阻尼固有频率为 e,=风 (2) 系统的无因次阻尼比为 62 (3) 系统的有阻尼固有频率 0,=0nV1-5 (4) 台架 计算机 调节器力 振子m USB数据 采集仪 传感器 阻尼c 图2-1弹簧振子实验 2.测量原理 1)原理 根据测量出的弹簧振子欠阻尼二阶系统的阶跃响应曲线来求 系统的动态特性：固有频率o,和阻尼比5。关于该方法的详细说 明可参见教材。 2)实验步骤 先将质量振子偏离平衡，具有一定的初始位移，然后松开。 该二阶系统在初始位移的作用下，产生一定的输出，位移传感器
《工程测试技术实验》实验指导书 4 系统的无阻尼固有频率为 n k m (2) 系统的无因次阻尼比为 2 c mk (3) 系统的有阻尼固有频率 2 1 d n (4) 2．测量原理 1) 原理 根据测量出的弹簧振子欠阻尼二阶系统的阶跃响应曲线来求 系统的动态特性：固有频率n 和阻尼比 。关于该方法的详细说 明可参见教材。 2) 实验步骤 先将质量振子偏离平衡，具有一定的初始位移，然后松开。 该二阶系统在初始位移的作用下，产生一定的输出，位移传感器 图 2-1 弹簧振子实验 弹簧 k 振子 m 传感器 台架 阻尼 c USB 数据 采集仪 计算机 调节器
实验二测试装置动态特性的测量 采集到系统的输出并传输给计算机，该输出曲线如图2-2所示。 该输出是由初始状态引起的，可称之为零输入响应，也可看作是 由初始位置到零的阶跃响应。 Ta 0.5 -0.5 6 8 10 图2-2欠阻尼二阶系统的阶跃响 (1)求有阻尼固有频率o 阶跃响应的振荡频率为系统的有阻尼固有频率o。根据图2 中的曲线的振荡周期，可测得 2π 0a= (5) (2)求阻尼比5 利用任意两个超调量M和Mn可求出其阻尼比，n是该两个峰 值相隔的某一整周期数。计算公式为 6品 (6) V62+4π2n2 其中 d,=n4 (7) 当5<0.3时，可采用下面的简化公式 5
实验二 测试装置动态特性的测量 5 采集到系统的输出并传输给计算机，该输出曲线如图 2-2 所示。 该输出是由初始状态引起的，可称之为零输入响应，也可看作是 由初始位置到零的阶跃响应。 (1) 求有阻尼固有频率d 阶跃响应的振荡频率为系统的有阻尼固有频率d 。根据图 2 中的曲线的振荡周期，可测得 2 d Td (5) (2) 求阻尼比 利用任意两个超调量Mi和Mi n 可求出其阻尼比，n 是该两个峰 值相隔的某一整周期数。计算公式为 2 2 22 4 n n n (6) 其中 ln i n i n M M (7) 当 0.3时，可采用下面的简化公式 图 2-2 欠阻尼二阶系统的阶跃响 Td Td M1 M2 M3