振动频率

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振动频率(Frequency of Vibration)

目录

什么是振动频率[1]

  振动频率是指机械部件振荡的速率,振动频率越高,振荡越快。

振动频率的确定[1]

  振动频率可以通过数振动部件在每秒中的振荡循环数来确定其频率。例如,部件在每秒中经历了5个振动循环,是指每秒的振动频率为5时间个循环。如图1所示,信号的一个循环只是表示信号特征的一个完整的最短图案序列。
Image:某部件信号图.jpg

  通常使用的频率单位为cps(每秒循环次数),Hz(赫兹)和cpm(每分钟循环次数)。赫兹是等同于cps的单位,1赫兹等于1cps(每秒循环1次),或60cpm(每分钟循环60次)。

  在机械设备中,每一个运动着的零部件都有其特定的固有频率和振动频率,我们可以通过分析设备的频率特征来判断设备的工作状态。若不了解设备的结构和运动零部件的振动频率,就不能确切地判断设备的故障。因此,设备振动频率的计算和特征频率的检测,是故障诊断工作的重要环节。

振动频率的测量[2]

  对振动频率的测量方法,主要是用比较法和直接读数法两种。

  (一)比较法

  比较法测量振动频率就是用同类的已知量频率与被测的未知量频率进行比较,从而确定被测频率的大小。常用的方法有以下几种:

  1.李萨育图形法

  李萨育图形法测量振动频率的原理是把已知频率的电信号和被测振动通过机电转换装置(测振传感器)转换的未知频率的电信号输出,经过放大器输入到示波器的z轴,示波器的Y轴接信号发生器的已知频率信号,这时在示波器荧光屏上就会出现一个图形,这就是李萨育图形。如果被测振动频率与信号发生器的频率不相同时,图形就会变化不定。如果调整信号发生器的频率使其与被测振动频率成整数倍时,示波器上就会出现稳定的图形,然后再根据图形的形状来确定未知振动的频率值。

  用李萨育图形法测频率,其测量精度取决于信号发生器频率指示精度以及图形稳定性程度。因此,用这种方法测量振动频率要求示波器和振荡器的工作频率范围要大于被测振动频率范围,在测量中要注意把图形调稳定后再读数。

  2.录波比较法

  录波比较法是通过传感器将被测机械振动转换成电信号,经过适当的放大后接到记录仪器上,在刻有标准时标和幅度大小的记录纸上,把振动的波形记录下来,然后以一定时标内记录的波形数来确定振动频率。这种方法在工程测量中较为常见。

  3.闪光测频法

  闪光测频法是用闪光仪来测量频率。闪光仪主要由一个频率可调的电脉冲发生器和一闪光灯组成。脉冲电流使灯泡按已知频率闪光来照亮振动物体,如果闪光频率正好和物体的振动频率一样时,当物体每次被照亮,振动物体正好振动到同一位置,看起来就好像物体不振动了,这时从闪光仪上读出的闪光频率就是振动物体的振动频率。

  (二)直接读数法

  用直接读数法测定物体振动频率一般有两种方法:一种是用指针式的频率表;另一种是用数字式的频率计。这两种方法的共同特点是把被测的机械信号转换为电信号,然后再经过放大指示出来。随着晶体管和集成电路器件的不断发展,目前多数采用数字式频率计来测量频率。这种方法具有测量精度高、稳定性能好等优点。在使用数字频率计测量频率时应注意阻抗匹配,应保证传感器的输出信号一定要大于数字式频率计的触发信号。如果传感器的输出信号太小,则应在传感器与频率计之间加一放大器,信号通过放大器放大后再送入数字式频率计,否则频率计就不能正常工作,即使有指示也不准确。除此之外,还要注意当振动波形失真太大时,要滤波后再调频

参考文献

  1. 1.0 1.1 杨国安编著.第二章 简谐振动及其基本特征 机械振动基础.中国石化出版社,2012.01.
  2. 国家质量监督检验检疫总局计量司组编.第八章 振动计量 力学计量 第五分册.中国计量出版社,2007.11.
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