振动测试技术期末总结。
学号： 班级：建筑与土木工程（1504班）
姓名：杨允宁。
2023年4月27日。
单自由度系统振动（结构只有一个质点体系）；
多自由度系统振动（结构具有一个以上的质点体系）。
自由振动（系统受初始干扰或原有的外激励取消后产生的振动）；
受迫振动（系统在外激励作用下产生的振动）；
自激振动（系统在输入和输出之间具有反馈特性并有能源补充而产生的振动）。
简谐振动（能用一项时间在正弦或余弦函数表示系统响应的振动）；
周期振动（能用时间的周期函数表示的系统响应的振动）；
瞬态振动（只用时间的非周期衰减函数表示系统响应的振动）；
随机振动：（不能通用简单的函数或函数的组合表示运动规律，只能用统计方法表示系统响应的振动）。
线性振动：（能用常熟系数线微分方程描述的振动）；
非线性振动：（只能用非线性微分方程描述的振动）。
表示物体动态运动或振动的幅度，它是机械振动强度的标志，也是机器振动严重程度的一个重要指标。用u(t)表示，是对于时间t的函数。其中速度表示为，加速度表示为ü(t)。
周期是物体完成一个完整的振动所需要的时间，用t表示，频率f=1/t。频率是指振动物体在单位时间（1秒）内所产生振动的次数。
相位是对于一个波特定的时刻在它循环中的位置：一种它是否在波峰、波谷或它们之间的某点的标度。相位描述信号波形变化的度量，通常以度 （角度）作为单位，也称作相角。
通常表示为：ωx+φ。
体系自由振动反应中不出现往复振动所需的最小阻尼值，即 。其中为圆频率。
是结构在每一振动循环中消耗能量大小的度量。结构的阻尼比是结构的重要动力特性参数，利用结构自由振动试验可以获得结构的阻尼比。
定义为 , 为相邻振动峰值比。振动由衰减至。
工程振动的各种参数的测量方法，按照按照测量过程的物理性质来区分，可以分为三大类：
a.机械式的测量仪器：将工程振动的参量转换成机械信号，再经机械系统放大后，进行测量、记录。
此法常用的仪器有杠杆式测振仪和盖格尔测振仪，能测量的频率较低，精度也较差。但在现场测试时较为简单方便。
b.光学式的测量仪器：将工程振动的参量转换为光学信号，经光学系统放大后显示和记录。
常用的仪器有读数显微镜（图1.3.1b1）和激光测振仪（图1.
3.1b2）等。目前光学测量方法主要是在实验室内用于振动仪器系统的标定及校准。
图1.3.1b1 读数显微镜图1.3.1b2 激光测振仪。
c.电测仪器：将工程振动的参量转换成电信号，经电子线路放大后显示和记录。常见仪器有dh5938加速度计（图1.3.1c）等，这是目前应用得最广泛的测量方法。
图1.3.1c dh5938 振动测试仪。
振动测试仪器往往配套不同的振动传感器进行使用，形成一整套的测量系统（图1.3.2a）。
图1.3.2a 振动系统示意图。
一般分为三种形式，用以测量系统的应变，速度，加速度。应变常常采用应变传感器如：应变片、应变花；配合放大器如：
动态电阻应变仪使用。速度常采用磁电式传感器，配合电压放大器使用。加速度采用压电式传感器配合电荷放大器使用。
矩形窗属于时间变量的零次幂窗。矩形窗使用最多，习惯上不加窗就是使信号通过了矩形窗。这种窗的优点是主瓣比较集中，缺点是旁瓣较高，并有负旁瓣，导致变换中带进了高频干扰和泄漏，甚至出现负谱现象。
其函数形式为：；
相应的谱窗为： ；
是幂窗的一次方形式。与矩形窗比较，主瓣宽约等于矩形窗的两倍，但旁瓣小，而且无负旁瓣。
其函数形式为：；
相应的谱窗为： ；
又称升余弦窗，汉宁窗可以看作是3个矩形时间窗的频谱之和，而括号中的两项相对于第一个谱窗向左、右各移动了 π/t，从而使旁瓣互相抵消，消去高频干扰和漏能。可以看出，汉宁窗主瓣加宽并降低，旁瓣则显著减小，从减小泄漏观点出发，汉宁窗优于矩形窗．但汉宁窗主瓣加宽，相当于分析带宽加宽，频率分辨力下降。
其函数形式为：；
相应的谱窗为：
海明窗也是余弦窗的一种，又称改进的升余弦窗。海明窗与汉宁窗都是余弦窗，只是加权系数不同。海明窗加权的系数能使旁瓣达到更小。
其函数形式为：；
相应的谱窗为：
高斯窗是一种指数窗。高斯窗谱无负的旁瓣，第一旁瓣衰减达一55db。高斯富谱的主瓣较宽，故而频率分辨力低．高斯窗函数常被用来截短一些非周期信号，如指数衰减信号等。
其函数形式为：；
式中：a为常数，决定了函数曲线衰减的快慢。高斯窗谱的主瓣较宽，故而频率分辨力低，高斯窗函数常被用来截断一些非周期信号，如指数衰减信号等。
信号分析和采集过程中会出现信号频率混叠、连续信号的截断和抽样所引起的泄露、时域到频域转化、处理不好引起的误差和错误、信号中的信噪比等等问题。
以及采样频率过低，导致的数据分析误差。
对于信号频率混叠需要进行对输入信号的抗混滤波，波样采集和模数转换。
对于连续信号的截断和抽样所引起的泄露需要进行加窗处理，通常所用的窗有矩形窗，汉宁窗，三角窗和海明窗等等。再通过fft（傅里叶变换）变换，进行时域到频域的变换和数据计算。信息论指出：
对常用频宽为f的限时、白色高斯噪声信道，信道容量 。当容量不变时，增大带宽可降低信噪比，提高信噪比必须压缩带宽。因此，抗干扰为主要矛盾时，可扩展频带换取低信噪比下接收，调频与扩频均基于这一原理。
频带为主要矛盾时，则可用信噪比换取频带，多进制、多电平传输均基于这一原理。
对于采样频率过低导致的误差，我们可以提高采样频率，来增加采样点。
惯性传感器是检测和测量加速度、倾斜、冲击、振动、旋转和多自由度(dof)运动的传感器。
惯性传感器分为两大类：一类是角速率陀螺；另一类是线加速度计。在土木工程上大都采用线加速度计。线加速度计又分为电动式（磁电式）传感器和压低式传感器。
工作原理：基于电磁感应原理，当运动的导体在固定的磁场力切割磁力线时，导体两端就感应出电动势。磁电式传感器一般还分为绝对式（惯性式）电动传感器（图2.
2.1a）和相对式电动传感器（图2.2.
1b）。
根据电磁感应定律，感应电动势：
式中：b——磁通密度（特斯拉）；
l——线圈在磁场内的有效长度；
—线圈在磁场中的相对速度。
图2.2.1a 绝对式（惯性式）电动传感器。
图2.2.1b 相对式电动传感器。
力学模型：在测量时，必须先将顶杆压在被测物体上，并满足当传感器顶杆跟随物体运动时，顶杆质量m和弹簧刚度k附属于被测物体上（图2.2.1c），它们成了被测振动系统的一部分。
运动方程为。
图2.2.1c传感器力学模型示意图。
工作原理：基于压电效应的传感器。是一种自发电式和机电转换式传感器。
它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。
压电式传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量。它的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。一般分为压电式加速度传感器（图2.
2.2a）和压电式力传感器。
图2.2.2a 压电式加速度计及内部构造图。
力学模型：当有外力作用时（图2.2.
2b），则晶体出现变形，使得原极化向上的极化强度减弱，这样被束缚在电极面上的自由电荷就有部分被释放，这就是通常所说的压电效应。q为释放的电荷，f为作用力，a为电极化面积。
振动测试作业报告
振动测试技术期末总结。学号 班级 建筑与土木工程 1504班 姓名 杨允宁。2016年4月27日。目录。1 振动测试概述 1 1.1 振动的分类 1 1.1.1 按自由度分类 1 1.1.2 按激励类型分类 1 1.1.3 振动规律分类 1 1.1.4 按振动方程分类 1 1.2 振动基本参量表示方...
会计作业报告
目录。一 财务情况 以 文档为依据 1 二 财务状况分析 以 文档为依据 2 一 主营业务分析 2 1 财务报表相关科目变动分析表 2 2 收入分析 2 3 成本分析表 2 4 费用 2 5 现金流 3 二 经营情况分析 3 三 资产 负债情况分析 4 三 会计数据和财务指标摘要 以 文档为依据 4...
期末作业报告
8 使用 m00c 数据，将各个县市所在的空间合并成省市区多边形，并计算各省市区的总人口和总面积。一 在mapinfo中添加 prov 字段，并将省市信息将moop图层更新到mooc中。2 利用arctoolbox中的data interoperability tools中的quick export...