测试技术试验报告2017

测试技术实验报告测试技术实验报告 3-20173-2017 实验题目：实验题目： 《《测试装置动态特性的测量测试装置动态特性的测量》》 实验报告实验报告 第第 3 3 组姓名组姓名+ +学号：学号： 胡孝义胡孝义 2111701272 2111701272 付青云付青云 2111701146 2111701146 黄黄飞飞 2111701306 2111701306 黄光灿黄光灿 2111701322 2111701322 柯桂浩柯桂浩 2111701321 2111701321 李李婿婿 2111701346 2111701346 邝祎程邝祎程 2111701312 2111701312 实验时间：实验时间：20172017 年年 1212 月月 2929 日日 实验班级：实验班级： 实验教师：实验教师：邹大鹏教授邹大鹏教授 成绩评定：成绩评定：______________ 教师签名：教师签名：______________ 机电学院机电学院工程测试技术工程测试技术实验室实验室 广东工业大学广东工业大学 广东工业大学实验报告广东工业大学实验报告 一、预习报告：一、预习报告： （进入实验室之前完成）（进入实验室之前完成） 1.1.实验目的与要求实验目的与要求: : 目的：目的： 1 1）） ．了解差动变压器式位移传感器的工作原理．了解差动变压器式位移传感器的工作原理 2 2）） ．掌握测试装置动态特性的测试．掌握测试装置动态特性的测试 3 3）） ．掌握．掌握 m-k-cm-k-c 二阶系统动态特性参数的影响因素二阶系统动态特性参数的影响因素 要求：要求： 1).1).差动变压器式位移传感器的标定差动变压器式位移传感器的标定 2 2）） ．弹簧振子二阶系统的阻尼比和固有频率的测量．弹簧振子二阶系统的阻尼比和固有频率的测量 2.2.初定设计方案初定设计方案: : 根据测量出的弹簧振子欠阻尼二阶系统的阶跃响应曲线来求系统的动态特性：根据测量出的弹簧振子欠阻尼二阶系统的阶跃响应曲线来求系统的动态特性： 固有频率固有频率 ωω n n 和阻尼比ξ。和阻尼比ξ。 实验时确定的设计方案实验时确定的设计方案: : 先将质量振子偏离平衡，具有一定的初始位移，然后松开。该二阶系统在初始位移的作先将质量振子偏离平衡，具有一定的初始位移，然后松开。该二阶系统在初始位移的作 用下，产生一定的输出，位移传感器采集到系统的输出并传输给计算机，生成阶跃响应用下，产生一定的输出，位移传感器采集到系统的输出并传输给计算机，生成阶跃响应 曲线。该输出是由初始状态引起的，可称之为零输入响应，也可看作是由初始位置到零曲线。该输出是由初始状态引起的，可称之为零输入响应，也可看作是由初始位置到零 的阶跃响应。的阶跃响应。 (1)(1)求有阻尼固有频率ω求有阻尼固有频率ω d d ωω d d=2 =2ππ/T/T d d （（2 2）求阻尼比ξ）求阻尼比ξ 利用任意两个超调量利用任意两个超调量 M M 和和 M M 可求出其阻尼比，可求出其阻尼比，n n 是该两个峰值相隔的某一整周期数。计是该两个峰值相隔的某一整周期数。计 算公式为算公式为  n 2 ξξ= =  n 242n2 (3)(3)求无阻尼固有频率ω求无阻尼固有频率ω n n 计算出有阻尼固有频率ω计算出有阻尼固有频率ω d d，阻尼比ξ之后，根据公式可求出系统的固有频率ω ，阻尼比ξ之后，根据公式可求出系统的固有频率ω n n ωω d d = =  d 12 (4)(4)求弹簧的刚度和振子组件的质量求弹簧的刚度和振子组件的质量 振子组件主要由振子、滑杆、振子位置调节器、阻尼片、传感器连接杆等组成。振子组件主要由振子、滑杆、振子位置调节器、阻尼片、传感器连接杆等组成。 利用已知质量的利用已知质量的 U U 型质量块，求出弹簧的刚度型质量块，求出弹簧的刚度 K K。。 K = K = mg x 式中，式中，m m 为为 U U 型质量块的质量，Δ型质量块的质量，Δx x 为将为将 U U 型质量块叠放在振子上之后弹簧长度的变化型质量块叠放在振子上之后弹簧长度的变化 量。量。 求出系统的无阻尼固有频率ω求出系统的无阻尼固有频率ω n n 弹簧刚度弹簧刚度 K K 之后，就可以根据公式得出振子组件的质量之后，就可以根据公式得出振子组件的质量 m m z z。 。 m m z z = = K 2 n 3.3.实验室提供的仪器设备、元器件和材料实验室提供的仪器设备、元器件和材料 该实验需要的主要仪器设备有：弹簧振子实验台、计算机、采集卡、电源。该实验需要的主要仪器设备有：弹簧振子实验台、计算机、采集卡、电源。 弹簧振子实验台的原理如图弹簧振子实验台的原理如图 1 1 所示，主要由弹簧所示，主要由弹簧k k、质量振子、质量振子m m、阻尼器、阻尼器c c，传感器、台，传感器、台 架、振子位置调节器等组成。阻尼器由阻尼薄片和介质阻尼及传感器铁心运动副组成，架、振子位置调节器等组成。阻尼器由阻尼薄片和介质阻尼及传感器铁心运动副组成， 更换不同面积的阻尼薄片和介质，可获得不同的阻尼系数。更换不同面积的阻尼薄片和介质，可获得不同的阻尼系数。 二、实验后确定的实验报告二、实验后确定的实验报告 1.1.实验时确定的设计方案 实验时确定的设计方案: : 根据测量出的弹簧振子欠阻尼二阶系统的阶跃响应曲线来求系统的动态特性：根据测量出的弹簧振子欠阻尼二阶系统的阶跃响应曲线来求系统的动态特性： 固有频率固有频率 ωω n n 和阻尼比ξ。和阻尼比ξ。 先将质量振子偏离平衡，具有一定的初始位移，然后松开。该二阶系统在初始位移的作先将质量振子偏离平衡，具有一定的初始位移，然后松开。该二阶系统在初始位移的作 用下，产生一定的输出，位移传感器采集到系统的输出并传输给计算机，生成阶跃响应用下，产生一定的输出，位移传感器采集到系统的输出并传输给计算机，生成阶跃响应 曲线。该输出是由初始状态引起的，可称之为零输入响应，也可看作是由初始位置到零曲线。该输出是由初始状态引起的，可称之为零输入响应，也可看作是由初始位置到零 的阶跃响应。的阶跃响应。 (1)(1)求有阻尼固有频率ω求有阻尼固有频率ω d d ωω d d=2 =2ππ/T/T d d （（2 2）求阻尼比ξ）求阻尼比ξ 利用任意两个超调量利用任意两个超调量 M M 和和 M M 可求出其阻尼比，可求出其阻尼比，n n 是该两个峰值相隔的某一整周期数。计是该两个峰值相隔的某一整周期数。计 算公式为算公式为  n 2 ξξ= =  n 242n2 (3)(3)求无阻尼固有频率ω求无阻尼固有频率ω n n 计算出有阻尼固有频率ω计算出有阻尼固有频率ω d d，阻尼比ξ之后，根据公式可求出系统的固有频率ω ，阻尼比ξ之后，根据公式可求出系统的固有频率ω n n ωω d d = =  d 12 (5)(5)求弹簧的刚度和振子组件的质量求弹簧的刚度和振子组件的质量 振子组件主要由振子、滑杆、振子位置调节器、阻尼片、传感器连接杆等组成。振子组件主要由振子、滑杆、振子位置调节器、阻尼片、传感器连接杆等组成。 利