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振動綜合實驗教學系統(tǒng)構成
閱讀：2246 發(fā)布時間：2021-8-31
WS-ZHT2振動綜合實驗教學系統(tǒng)（配套設備） |
“振動綜合實驗教學系統(tǒng)"是專為高等院校的機械學科,、土木結構學科和力學學科等開發(fā)的完整教學實驗系統(tǒng),，結合高等院校的教學理論課程,，用試驗方法為學生提供整套實驗設備，使學生能通過直觀實驗來加深學習理論,，是教學的實驗裝置。
配置的數據采集儀,、放大器,、傳感器和軟件等還可用于科研工作,。
1．“振動綜合實驗教學系統(tǒng)"構成：
1.1振動綜合實驗臺,；
1.2組合式簡支梁和懸臂梁,；
1.3圓盤結構體；
1.4接觸式激振器及功率放大器；
1.5非接觸式激振器及功率放大器,；
1.6電荷加速度傳感器；
1.7電渦流傳感器；
1.8力錘,；
1.9單式,、復式減振器；
1.10主動、被動隔振器，調壓器；
1.11二、三自由度鋼弦,，配重塊,；
1.12電荷、電壓,、濾波,、積分四功能放大器,；
1.13數據采集儀,；
1.14結構振動綜合教學儀,；
1.15振動分析教學軟件,；
1.16計算機（自備）,；
2．實驗內容：
2.1簡諧振動振幅、頻率測量實驗,；
2.2機械振動系統(tǒng)固有頻率的測量,；
2.3簡諧振動幅域統(tǒng)計參數的測定
2.4用“正弦掃頻法"測量簡諧振動頻率；
2.5用“李薩育圖法" 測量簡諧振動頻率,；
2.6二自由度及多自由度系統(tǒng)的各階固有頻率和主振型測量實驗；
2.7多自由度系統(tǒng)的強迫、衰減振動的幅頻特性,、固有頻率實驗實驗,；
2.8半功率帶寬法阻尼比測量實驗；
2.9衰減法阻尼比測量實驗；
2.10附加質量塊大小和分布對系統(tǒng)頻率的影響；
2.11共振法測試有阻尼振動系統(tǒng)的固有頻率,；
2.12簡支梁和懸臂梁的固有頻率,、主振型測量實驗,；
2.13簡支梁錘擊法結構模態(tài)振型量實驗,；
2.14懸臂梁錘擊法結構模態(tài)振型量實驗；
2.15圓盤模態(tài)測試,；
2.16單式吸振器吸振實驗,；
2.17復式吸振器吸振實驗,；
2.18油阻尼實驗,；
2.19索力測試；
2.20拍振實驗,；
2.21主動隔振實驗,；
2.22被動隔振實驗；
2.23二,、三自由度鋼弦振型測量實驗,；
2.24振動譜分析、數字濾波,、信號處理和分析；
3.配套儀器介紹：
3.1 振動綜合實驗臺,、配套儀器
型號：WS-ZHT2 | ||
配
置 | ·圓盤,； | ·力錘+力傳感器； |
·工具槽； | ·加速度傳感器+磁座,； | |
·調速器,； | ·鋼弦、1Kg配重塊2個,； | |
·油阻尼器,； | ·組合簡支梁和懸臂梁； | |
·單式,、復式吸振器,； | ·磁力配重塊可移動位置； | |
·主動隔振器,； | ·二,、三自由度鋼弦； | |
·被動隔振器,； | ·振動教學儀,； | |
·接觸式激振器； | ·非接觸式激振器,、儀表架,； | |
·電渦流傳感器； | ||
數量 | 1套（標準配置） | |
功能 | 簡支梁和懸臂梁在激振器或錘擊作用下產生受迫振動和變形,，結合其它裝置通過測試系統(tǒng)可測出多項振動題目,。 | |
3.2 WS-5933振動綜合教學儀
WS-5933振動綜合教學儀已內置2通道電荷放大器、功率放大器,、程控掃頻信號源,、8路數據采集。供電電壓：100V~240V(AC),。
3.3 激振器及功率放大器,。
3.3.1 接觸式激振器
指標：最大激振力10N；最大振幅±1.5mm,；頻率范圍20Hz~1KHz,；最大點電流0.5A；質量1Kg,；動圈直流電阻3Ω,；
數量：1臺（標準配置）
功能：激勵實驗臺主梁，產生振動,，在軟件的控制下提供可控振動,。
3.3.2 非接式觸激振器
指標：最大激振力2N；頻率范圍10Hz~1KHz,；最大點電流0.3A,；
數量：1臺（標準配置）
功能：激勵實驗臺的鋼弦，產生振動，在軟件的控制下提供可控振動,。
3.3.3 功率放大器
指標：輸出功率10W,；輸出電壓±10V；頻率范圍10Hz~10KHZ,；信噪比≥70dB,；失真≤1%；
數量：1臺（振動教學儀內置）
功能：為激振器提供放大功率,。
3.4 電荷放大器
3.4.1輸入范圍：±106pC,；
3.4.2增 益：6檔；
3.4.3歸 一 化：0.1~999,；
3.4.4精度：
加速度: ≤±0.5％,；
速 度: ≤±0.5％；
位 移: ≤±2％,；
3.4.6頻率范圍：
加速度: 0.3Hz~50kHz,；
速 度: 1.0Hz~10kHz；
位 移: 1.0Hz~1kHz,；
3.4.6低通濾波器：
濾波方式：程控8階連續(xù)濾波,；
程控低通濾波頻率：1Hz~50kHz（任意設定）；
濾波器阻帶衰減：-80dB/Oct,；
3.4.7 過載指示：輸入電壓超過9.8V時LED指示燈亮,；
3.4.8 0.96寸OLED顯示屏幕可以顯示設置參數；
3.4.9數量：2通道（振動教學儀內置）,；
3.4.10功能：調理電荷加速度計和力錘信號,，輸出電壓信號供數據采集；
3.5 電渦流傳感器
指標：頻率范圍：0~4K,，靈敏度8 mv/μm,，量程1.5mm
數量：1只(標準配置)
功能：測量索力
3.6 壓電加速度傳感器+磁座
指標：頻率范圍0.2~6K，靈敏度20pC/ms-2,，極*程10000m/s2
數量：1只（標準配置）
功能：測量簡支梁和懸臂梁的加速度響應,，提供計算自振頻率、振型的加速度響應時程曲線,。
3.7 力錘
指標：測量范圍5000N,；固有頻率50KHz；靈敏度4pc/N,；錘重0.2Kg,；尺寸200x70x16mm；附加錘頭：橡膠,、尼龍,、鋁,、鋼
數量：1個（標準配置）
功能：用錘擊法激振簡支梁和懸臂梁，用加速度計測量響應,，數據可用于錘擊法模態(tài)參數識別。
3.8 USB數據采集儀
技 術 指 標 | 采樣頻率 | 200kHz |
分辨率 | 16Bits | |
A/D模入通道 | 8通道 | |
A/D模入范圍 | ±10V | |
程控放大 | 1,、2,、4、8,、16倍 | |
接口 | 計算機USB接口 | |
數量 | 1臺（振動教學儀內置） | |
功能 | 可進行加速度,、力傳感器的信號采集。 | |
3.9 Vib'EDU振動信號采集,、處理和分析軟件（教學版）
該軟件根據選配的實驗裝置的不同可完成多項實驗內容,，為振動教學提供了系統(tǒng)的測試內容。
軟件主要內容：
序號 | 實驗方法 | 實驗內容 |
1 |
錘擊法振動實驗 | 簡支梁自振頻率,、模態(tài)振型測量實驗,； 懸臂梁自振頻率、模態(tài)振型測量實驗,； 圓盤自振頻率,、模態(tài)振型測量實驗； |
2 |
阻尼,、彈模實驗 | 材料彈性模量測試實驗,； 阻尼比（半功率帶寬法）實驗； 阻尼比（半衰減法）實驗,； |
3 | 信號處理 | 信號處理和頻譜分析,； 信號疊加； |
4 | 轉子臺實驗 | 轉子臺教學實驗(機械類),； |
5 |
機械振動測試實驗 | 認識機械振動,； 簡諧振動系統(tǒng)振幅與頻率的測量 振動系統(tǒng)固有頻率測量(李薩育圖)； 簡支梁自振頻率測量(正弦掃頻法),； 懸臂梁自振頻率測量(正弦掃頻法),； 主動隔振實驗； 被動隔振實驗,； 單式動力吸振實驗,； 復式動力吸振實驗； 油阻尼減振器實驗,； 索力測試,； 拍振實驗； 二,、三自由度鋼弦振動實驗,； |
4. 系統(tǒng)技術指標和配置清單：
序號 | 內容 | 型號 | 數量 | ||||||||||||||||
1 | 振動綜合實驗臺配套器件
| WS-ZHT2 | 1套 | ||||||||||||||||
2 | 振動綜合教學儀 振動綜合教學儀已內置2通道電荷放大器,、功率放大器,、程控掃頻信號源、8路數據采集,。 | WS-5933 | 1臺 | ||||||||||||||||
2通道電荷放大器 技術指標： ①電荷最大輸入范圍：106pC ②輸入選擇：電荷 ③功能選擇及頻響： 加速度：0.3Hz~50kHz 速 度：1.0Hz~10kHz ,； 位 移：1.0Hz~1kHz ； ⑤ 低通濾波： A: 濾波方式：程控八階濾波,； B: 低通濾波頻率：1Hz~50kHz（任意設定） C: 濾波器阻帶衰減：-80dB/Oct,； ⑥ 電荷增益:6檔增益 | |||||||||||||||||||
功率放大器 指標：輸出功率20VA；輸出電壓±10V,；最大輸出電流300mA,；頻率范圍10~10KHz；信噪比≥70dB,；失真≤1%,； | |||||||||||||||||||
接觸式激振器 指標：最大激振力10N；最大振幅±3mm,；頻率范圍20~2KHz,；最大點電流0.5A；質量1Kg,；動圈直流電阻3Ω,； | |||||||||||||||||||
非接觸式激振器 指標：最大激振力50g,；頻率范圍10~1KHz；最大點電流0.3A,；質量0.2Kg,； | |||||||||||||||||||
程控掃頻信號源 指標：程控掃頻頻率范圍1~20KHz； 正弦波模擬信號輸出,； | |||||||||||||||||||
8路數據采集
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3 | 壓電加速度傳感器 指標：頻率范圍0.2~6K,極*程10000m/s2,靈敏度系數20pC/ms2,； 功能：測量簡支梁和懸臂梁的加速度響應,，提供計算自振頻率、振型的加速度響應時程曲線,。 | BZ1107 | 1只 | ||||||||||||||||
4 | 電渦流傳感器 指標：頻率范圍：0~4K,，靈敏度8 mv/μm，量程1.5mm 功能：測量索力,。 | 85811-01+85745-00 | 1只 | ||||||||||||||||
5 | 力錘 指標：測量范圍5000N,；固有頻率50KHz；靈敏度4pc/N,；錘重0.2Kg,；尺寸200x70x16mm；附加錘頭：橡膠,、尼龍,、鋁、鋼 功能：用錘擊法激振簡支梁和懸臂梁,，用加速度計測量響應,，數據可用于錘擊法模態(tài)參數識別。 | WS-LC-5 | 1把 | ||||||||||||||||
6 | 振動教學軟件功能 （1）錘擊法振動實驗 簡支梁自振頻率,、模態(tài)振型測量實驗,； 懸臂梁自振頻率、模態(tài)振型測量實驗,； 圓盤自振頻率,、模態(tài)振型測量實驗,； （2）阻尼、彈模實驗 材料彈性模量測試實驗,； 阻尼比（半功率帶寬法）實驗,； 阻尼比（半衰減法）實驗； （3）信號處理 信號處理和頻譜分析,； 信號疊加,； （4）轉子臺實驗 轉子臺教學實驗(機械類)； （5）機械振動測試實驗 認識機械振動,； 簡諧振動系統(tǒng)振幅與頻率的測量 振動系統(tǒng)固有頻率測量(李薩育圖),； 簡支梁自振頻率測量(正弦掃頻法)； 懸臂梁自振頻率測量(正弦掃頻法),； 主動隔振實驗,； 被動隔振實驗； 單式動力吸振實驗,； 復式動力吸振實驗,； 油阻尼減振器實驗； 拍振實驗,； 二,、三自由度鋼弦振動實驗； 索力測試,； | Vib’EDU | 1套 | ||||||||||||||||
7 | 計算機（選配） |
5. WS-ZHT2臺架主要部件尺寸（mm）及重量（kg）
其中,，簡支梁、懸臂梁組合梁尺寸（mm）：長726′寬40′厚7,，材料45#鋼,。臺架基座尺寸（mm）：長750′寬255′厚35，材料45#鋼,。
實驗臺架總總量105kg（實驗臺架應放置在堅固的實驗桌上,，不堅固的實驗桌會影響實驗頻率及實驗效果）。