振动综合实验教学系统
时间：2021-09-01 阅读：559
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学科、土木结构学科和力学学科等开发的完整教学实验系统，结合高等院校的教学理论课程，用试验方法为学生提供整套实验设备，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；
1.9单式、复式减振器；
1.10主动、被动隔振器，调压器；
1.11二、三自由度钢弦，配重块；
1.12电荷、电压、滤波、积分四功能放大器；
1.13数据采集仪；
1.14结构振动综合教学仪；
1.15振动分析教学软件；
1.16计算机（自备）；
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简谐振动幅域统计参数的测定
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量实验；
2.14悬臂梁锤击法结构模态振型量实验；
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； | |
·调速器； | ·钢弦、1Kg配重块2个； | |
·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； | ·二、三自由度钢弦； | |
·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； | |
·电涡流传感器； | ||
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题目。 | |
3.2 WS-5933振动综合教学仪
WS-5933振动综合教学仪已内置2通道电荷放大器、功率放大器、程控扫频信号源、8路数据采集。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：最大激振力10N；最大振幅±1.5mm；频率范围20Hz~1KHz；最大点电流0.5A；质量1Kg；动圈直流电阻3Ω；
数量：1台（标准配置）
功能：激励实验台主梁，产生振动，在软件的控制下提供可控振动。
3.3.2 非接式触激振器
指标：最大激振力2N；频率范围10Hz~1KHz；最大点电流0.3A；
数量：1台（标准配置）
功能：激励实验台的钢弦，产生振动，在软件的控制下提供可控振动。
3.3.3 功率放大器
指标：输出功率10W；输出电压±10V；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％；
3.4.6频率范围：
加速度: 0.3Hz~50kHz；
速 度: 1.0Hz~10kHz；
位 移: 1.0Hz~1kHz；
3.4.6低通滤波器：
滤波方式：程控8阶连续滤波；
程控低通滤波频率：1Hz~50kHz（任意设定）；
滤波器阻带衰减：-80dB/Oct；
3.4.7 过载指示：输入电压超过9.8V时LED指示灯亮；
3.4.8 0.96寸OLED显示屏幕可以显示设置参数；
3.4.9数量：2通道（振动教学仪内置）；
3.4.10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；
3.5 电涡流传感器
指标：频率范围：0~4K，灵敏度8 mv/μm，量程1.5mm
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0.2~6K，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200x70x16mm；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 | 16Bits | |
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、弹模实验 | 材料弹性模量测试实验； 阻尼比（半功率带宽法）实验； 阻尼比（半衰减法）实验； |
3 | 信号处理 | 信号处理和频谱分析； 信号叠加； |
4 | 转子台实验 | 转子台教学实验(机械类)； |
5 |
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； 索力测试； 拍振实验； 二、三自由度钢弦振动实验； |
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、功率放大器、程控扫频信号源、8路数据采集。 | WS-5933 | 1台 | ||||||||||||||||
2通道电荷放大器 技术指标： ①电荷最大输入范围：106pC ②输入选择：电荷 ③功能选择及频响： 加速度：0.3Hz~50kHz 速 度：1.0Hz~10kHz ； 位 移：1.0Hz~1kHz ； 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20VA；输出电压±10V；最大输出电流300mA；频率范围10~10KHz；信噪比≥70dB；失真≤1%； | |||||||||||||||||||
接触式激振器 指标：最大激振力10N；最大振幅±3mm；频率范围20~2KHz；最大点电流0.5A；质量1Kg；动圈直流电阻3Ω； | |||||||||||||||||||
非接触式激振器 指标：最大激振力50g；频率范围10~1KHz；最大点电流0.3A；质量0.2Kg； | |||||||||||||||||||
程控扫频信号源 指标：程控扫频频率范围1~20KHz； 正弦波模拟信号输出； | |||||||||||||||||||
8路数据采集
| |||||||||||||||||||
3 | 压电加速度传感器 指标：频率范围0.2~6K,极*程10000m/s2,灵敏度系数20pC/ms2； 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。 | BZ1107 | 1只 | ||||||||||||||||
4 | 电涡流传感器 指标：频率范围：0~4K，灵敏度8 mv/μm，量程1.5mm 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200x70x16mm；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 材料弹性模量测试实验； 阻尼比（半功率带宽法）实验； 阻尼比（半衰减法）实验； （3）信号处理 信号处理和频谱分析； 信号叠加； （4）转子台实验 转子台教学实验(机械类)； （5）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726′宽40′厚7，材料45#钢。台架基座尺寸（mm）：长750′宽255′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）。