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振動綜合實驗教學系統(tǒng)構成..
閱讀：2134 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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)據(jù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)；
3.4.9數(shù)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(shù)據(jù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)據(jù)可用于錘擊法模態(tài)參數(shù)識別。
3.8 USB數(shù)據(jù)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(shù)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(jù)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(shù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)采集
| |||||||||||||||||||
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(shù)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(shù)據(jù)可用于錘擊法模態(tài)參數(shù)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）。