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WS-ZHT2振动综合实验教学系统(配套设备) |
“振动综合实验教学系统”是专为高等院校的机械、土木、结构和力学等学科开发的完整教学实验系统,为学生提供整套实验设备,结合高等院校的教学理论课程,使学生能通过直观实验来加深学习理论,是教学的实验装置。
配置的数据采集仪、放大器、传感器和软件等还可用于科研工作。
1.“振动综合实验教学系统”构成
1.1 振动综合实验台;
1.2 组合式简支梁和悬臂梁;
1.3 圆盘结构体;
1.4 接触式激振器及功率放大器;
1.5 非接触式激振器及功率放大器;
1.6 电荷加速度传感器;
1.7 电涡流传感器;
1.8 力锤及力传感器;
1.9 单式、复式减振器;
1.10 主动、被动隔振器,直流电机调压器;
1.11 一、二、三自由度钢弦,配重块;
1.12 电荷、滤波、积分多功能放大器;
1.13 结构振动综合教学仪;
1.14 振动分析教学软件;
1.15 计算机(自备,64Bits操作系统)。
2.实验内容
2.1 简谐振动振幅、频率测量实验;
2.2 机械振动系统固有频率的测量;
2.3 简谐振动幅值与频率的测定;
2.4 用“正弦扫频法”测量简谐振动频率;
2.5 用“李萨育图法”测量简谐振动频率;
2.6 二自由度及多自由度系统的各阶固有频率和主振型测量实验;
2.7 多自由度系统的强迫、衰减振动的幅频特性、固有频率实验;
2.8 半功率带宽法阻尼比测量实验;
2.9 衰减法阻尼比测量实验;
2.10 附加质量块大小和分布对系统频率的影响;
2.11 共振法测试有阻尼振动系统的固有频率;
2.12 简支梁和悬臂梁的固有频率、主振型测量实验;
2.13 简支梁锤击法结构模态振型测量实验;
2.14 悬臂梁锤击法结构模态振型测量实验;
2.15 圆盘模态测试;
2.16 单式吸振器吸振实验;
2.17 复式吸振器吸振实验;
2.18 油阻尼实验;
2.19 索力测试;
2.20 拍振实验;
2.21 主动隔振实验;
2.22 被动隔振实验;
2.23 二、三自由度钢弦振型测量实验;
2.24 振动谱分析、数字滤波、信号处理和分析;
3.配套仪器介绍
3.1 振动综合实验台、配套仪器
型号:WS-ZHT2 | ||
配 置 | · 圆盘; | · 力锤+力传感器; |
· 工具槽; | · 加速度传感器+磁座; | |
· 直流电机及调速器; | · 电涡流传感器; | |
· 油阻尼器; | · 组合简支梁和悬臂梁; | |
· 单式、复式吸振器; | · 磁力配重块(可移动位置); | |
· 主动隔振器; | · 一、二、三自由度钢弦、1Kg配重块2个; | |
· 被动隔振器; | · 振动教学仪; | |
· 接触式激振器; | · 非接触式激振器、仪表架; | |
数量 | 1套(标准配置) | |
功能 | 简支梁和悬臂梁在激振器或锤击作用下产生受迫振动和变形,结合其它装置通过测试系统可测出多项振动项目。 |
如下图:
3.2 WS-5933振动综合教学仪
WS-5933振动综合教学仪已内置功率放大器、程控扫频信号源、10路数据采集(包含7通道普通数据采集、1通道电涡流适配器集成采集及2通道电荷放大器集成采集)。供电电压:100V~240V(AC)。
3.3 激振器及功率放大器
3.3.1 接触式激振器
指标:激振力10N;振幅±1.5mm;频率范围5Hz~1000Hz;电流0.5A;质量1Kg;动圈直流电阻3Ω;
数量:1台(标准配置)
功能:在软件的控制下提供可控振动,激励实验台主梁,使其振动。
3.3.2 非接式触激振器
指标:激振力2N;频率范围5Hz~1000Hz;电流0.3A;
数量:1台(标准配置)
功能:在软件的控制下提供可控振动,激励实验台的钢弦或弹簧钢片,使其振动。
3.3.3 功率放大器
指标:输出功率20W;输出电压±10V; 输出电流0.3A;频率范围10Hz~10kHz;信噪比≥70dB;失真≤1%;
数量:1台(振动教学仪内置)
功能:为激振器提供放大功率。
3.4 电荷放大器
3.4.1输入范围:±106pC;
3.4.2增益:6档;
3.4.3归一化:0.1~999;
3.4.4精度:加速度: ≤±0.5%;
速 度: ≤±0.5%;
位 移: ≤±2%;
3.4.5频率范围:加速度: 0.3Hz~50kHz -3dB±1dB;
速 度: 1.0Hz~10kHz -3dB±1dB;
位 移: 1.0Hz~1kHz -3dB±1dB;
3.4.6低通滤波器:① 滤波方式:程控8阶连续滤波;
② 程控低通滤波频率:1Hz~50kHz(任意设定);
③ 滤波器阻带衰减:-80dB/Oct;
3.4.7数量:2通道(振动教学仪内置);
3.4.8功能:调理电荷加速度计和力锤信号,输出电压信号供数据采集;
3.4.9输入阻抗:1012Ω;
3.4.10输出电流:15mA;
3.4.11过载指示:输入电压超过±9.8V时LED指示灯亮;
3.4.12非线性误差:<0.5%
3.5 电涡流传感器
指标:频率范围:0~4kHz,灵敏度8 mV/μm,量程2mm;
数量:1只(标准配置);
功能:测量索力。
3.6 压电加速度传感器+磁座
指标:频率范围0.2Hz~6kHz,灵敏度20pC/ms-2,极程10000m/s2;
数量:1只(标准配置);
功能:测量简支梁和悬臂梁的加速度响应,提供计算自振
频率、振型的加速度响应时程曲线。
3.7 力锤
指标:测量范围5000N;固有频率50kHz;灵敏度4pC/N;锤重0.2Kg;尺寸(mm)200x70x16;附加锤头:橡胶、尼龙、铝、钢;
数量:1个(标准配置);
功能:用锤击法激振简支梁和悬臂梁,用加速度计测量响应,数据可用于锤击法模态参数识别。
3.8 USB数据采集仪
技术指标 | 采 样 频 率 | 200kHz |
分 辨 率 | 16位 | |
A/D模入通道 | 8通道 | |
A/D模入范围 | ±10V | |
程 控 放 大 | 1、2、4、8、16倍 | |
接 口 | 计算机USB接口 | |
数量 | 1台(振动教学仪内置) | |
功能 | 可进行加速度、力传感器的信号采集。 |
3.9 Vib'EDU振动信号采集、处理和分析软件(教学版)
该软件根据选配的实验装置的不同可完成多项实验内容,为振动教学提供了系统的测试内容。
软件主要内容:
序号 | 实验方法 | 实验内容 |
1 | 锤击法振动实验 | 简支梁自振频率、模态振型测量实验; 悬臂梁自振频率、模态振型测量实验; 圆盘自振频率、模态振型测量实验; |
2 | 阻尼实验 | 阻尼比(半功率带宽法)实验; 阻尼比(衰减法)实验; |
3 | 信号处理 | 信号处理和频谱分析; 信号叠加; |
4 | 机械振动测试实验 | 认识机械振动; 简谐振动系统振幅与频率的测量; 振动系统固有频率测量(李萨育图); 简支梁自振频率测量(正弦扫频法); 悬臂梁自振频率测量(正弦扫频法); 主动隔振实验; 被动隔振实验; 单式动力吸振实验; 复式动力吸振实验; 油阻尼减振器实验; 拍振实验; 二、三自由度钢弦振动实验; 索力测试; |
软件界面:
4.系统技术指标和配置清单:
序号 | 内容 | 型号 | 数量 | |||||||||||||||
1 | 振动综合实验台配套器件
| WS-ZHT2 | 1套 | |||||||||||||||
2 | 振动综合教学仪 振动综合教学仪已内置2通道电荷放大器集成采集、1通道电涡流前置器集成采集、功率放大器、程控扫频信号源、7路数据采集。 | WS-5933 | 1台 | |||||||||||||||
2通道电荷放大器 技术指标: ① 电荷输入范围:106pC; ② 输入选择:电荷; ③ 功能选择及频响: 加速度: 0.3Hz~50kHz -3dB±1dB; ④ 积分: 速度: 1.0Hz~10kHz -3dB±1dB; 位移: 1.0Hz~1kHz -3dB±1dB; ⑤ 低通滤波: A: 滤波方式:程控八阶滤波; B: 低通滤波频率:1Hz~50kHz(任意设定); C: 滤波器阻带衰减:-80dB/Oct; ⑥ 电荷增益:6档增益。 | ||||||||||||||||||
功率放大器 指标:输出功率20W;输出电压±10V;输出电流300mA;频率范围10Hz~10kHz;信噪比≥70dB;失真≤1%; | ||||||||||||||||||
接触式激振器 指标:激振力10N;振幅±1.5mm;频率范围5~1000Hz;电流0.5A;质量1Kg;动圈直流电阻3Ω; | ||||||||||||||||||
非接触式激振器 指标:激振力2N;频率范围5~1000Hz;电流0.3A;质量0.2Kg; | ||||||||||||||||||
程控扫频信号源 指标:程控扫频频率范围1~20000Hz; 正弦波模拟信号输出; | ||||||||||||||||||
7路数据采集
| ||||||||||||||||||
3 | 压电加速度传感器 指标:频率范围0.2~6000Hz,极程10000m/s2,灵敏度系数20pC/ms-2; 功能:测量简支梁、悬臂梁以及圆盘的加速度响应,提供计算自振频率、振型的加速度响应时程曲线。 | BZ1107 | 1只 | |||||||||||||||
4 | 电涡流传感器 指标:频率范围:0~4kHz,灵敏度8 mV/μm,量程2mm; 功能:测量索力。 | 85811-01+85745-00 | 1只 | |||||||||||||||
5 | 力锤 指标:测量范围5000N;固有频率50kHz;灵敏度4pC/N;锤重0.2Kg;尺寸(mm)200x70x16;附加锤头:橡胶、尼龙、铝、钢; 功能:用锤击法激振简支梁和悬臂梁,用加速度计测量响应,数据可用于锤击法模态参数识别。 | WS-LC-5 | 1把 | |||||||||||||||
6 | 振动教学软件功能 (1)锤击法振动实验 简支梁自振频率、模态振型测量实验; 悬臂梁自振频率、模态振型测量实验; 圆盘自振频率、模态振型测量实验; (2)阻尼、弹模实验 阻尼比(半功率带宽法)实验; 阻尼比(衰减法)实验; (3)信号处理 信号处理和频谱分析; 信号叠加; (4)机械振动测试实验 认识机械振动; 简谐振动系统振幅与频率的测量; 振动系统固有频率测量(李萨育图); 简支梁自振频率测量(正弦扫频法); 悬臂梁自振频率测量(正弦扫频法); 主动隔振实验; 被动隔振实验; 单式动力吸振实验; 复式动力吸振实验; 油阻尼减振器实验; 拍振实验; 二、三自由度钢弦振动实验; 索力测试; | Vib’EDU | 1套 | |||||||||||||||
7 | 计算机(选配) |
5.WS-ZHT2台架主要部件尺寸(mm)及重量(kg)
其中,简支梁、悬臂梁组合梁尺寸(mm):长726x宽40x厚7,材料45#钢。台架基座尺寸(mm):长750x宽255x厚35,材料45#钢。
实验台架总总量105kg(实验台架应放置在坚固的实验桌上,不坚固的实验桌会影响实验频率及实验效果)。
6.产品应用
辽宁工程技术大学 | 安徽理工大学 |
青岛科技大学 | 中国海洋大学 |
国防科学技术大学 |