机械工程测试课程实验指导书

精品文档---下载后可任意编辑 课程学时： 40 实验学时：8 适用专业：机械工程 编写者： 审查者： 编写日期： 2024.10 核自学院编写 二O一四年版 目录 §2－1 信号相关分析及应用……………………………………………………………………1 §2－2 单自由度系统的受迫振动的测试………………………………………………………3 §2－3应变片单臂特性实验…………………………………………………………………7 §2－4电容式传感器的位移实验………………………………………………………………7 §2－1 信号相关分析及应用 一、实验学时 2 二、实验类别 综合型，必做 三、实验目的 1、掌握相关原理； 2、熟悉干扰信号的合成，掌握同频检测的基本方法。 四、实验过程 1、将TPJ-4型同频检测学习机和信号发生器接通沟通220V电源，拨动“电源”开关，指示灯亮。 2、由实验指导老师讲解信号发生器，并熟悉其基本用法。 3、用示波器观察信号发生器的CH1和CH2通道输出的正弦波波形，并记录其频率。 3、把TPJ-4型同频检测学习机的“幅值调整”旋钮旋至最大，“工作选择”旋钮旋至0°，“移相”左侧旋钮旋至360°，右侧旋钮旋至0°。 4、将信号发生器CH1通道输出的频率为>>100Hz的正弦波由引线连接至TPJ-4型同频检测学习机的J7端口，打开模拟信号开关。注意引线的接地。 5、将J6、J7、J11和J9端口由引线输入示波器，观察并记录其波形。 6、将信号发生器的CH2通道的输出的信号引入TPJ-4型同频检测学习机的J8端口，将信号发生器的CH2通道的信号频率从0Hz逐渐增加至某一频率(大于100Hz)，注意观察TPJ-4型同频检测学习机面板右上侧的“同频检测输出”表针的变化，并记录并变化过程。 ７、改变信号发生器的CH1与CH2通道输出的正弦波的频率、TPJ-4型同频检测学习机的“频率选择”的频率，注意CH2通道应与“频率选择”的频率一致，观察“同频检测输出”表针的变化，并记录并变化过程。 8、实验完毕后，应将仪器设备擦试洁净，数据线、引线整理就绪，由指导老师验收后方可离开。 五、实验设备、工具及材料 TPJ-4型同频检测学习机、双踪示波器、信号发生器、数字万用表 六、实验报告 1、简要说明实验步骤中的注意事项。 2、绘出J6、J7、J11和J9端口的波形图； 3、说明“同频检测输出”表针的变化原因。 七、预习资料 《械工程测试技术》教材第五章 八、实验地点 8103 §2－2 机械振动测试系统的构建 一、实验学时 2 二、实验类别 综合型，必做 三、实验目的 1、学会压电式力传感器和压电式加速度传感器的使用，掌握电荷放大器和内装电路压电传感器的使用； 2、利用压电加速度传感器测量加速度； 3、学习微机数据采集系统的使用，掌握微机数据采集系统记录和采集振动加速度信号的方法。 四、实验过程 1、将压电式加速度传感器安装在振动体上，用屏蔽同轴电缆将压电式加速度传感器的输出端与电荷放大器的输入端连接，将电荷放大器的输出端与微机数据采集系统的1通道连接。如下图所示。 2、设置电荷放大器测量参数，将电荷放大器上方“传感器灵敏度”输入旋钮设置为510Pc/Unit，中间的输出旋钮设置为30 mv/unit，则加速度传感器： 3、将电荷放大器通电，并将电荷放大器输出端的芯线连接到数据采集盒的1通道。 4、将数据采集盒的输出端连接到微机的USB接口。 5、按实验框图接线后，请指导老师检查接线是否正确。经指导老师检查正确后，方可开机进行实验。 6、打开微机，双击电脑桌面“uTek2004”图标，即进入数据采集系统界面，如下图所示。 7、点击上图中“数据采集处理与分析”子菜单，进入数据采集界面。如下图所示。 8、点击“工程”→“新建工程”进入数据采集界面，如下图所示。 9、点击采集界面的右上侧的“采集通道数”中的“一通道”。出现界面如下图所示。 10、进入“采集参数”→“数据块数”设置，设为1024，其它采纳系统默认设置的参数。点击“示波”菜单，观察无信号输入时的波形，注意此为干扰波。 11、用木锤轻轻敲击振动体，观察是否有波形变化。信号大小是否合适，假如不合适，适当调整测量参数或电荷放大器的测量参数。退出“示波”。 12、点击“采集”菜单，开始测量。用木锤敲击振动体，完成信号采集。 13、进入“文件”→“工程另存为”，保存测量数据，以便分析。 14、爱护仪器设备。实验完毕后，应将仪器擦试洁净，整理就绪。 五、实验设备、工具及材料 内装电路压电加速度传感器、电荷放大器、沟通电源、微机数据采集系统 六、实验报告 1、简要说明实验的目的、要求和使用的主要仪器设备（包括型号和编号）。 2、绘出实验原理框图以及实验测量曲线示意图，说明各测试环节的功能。 3、针对压电式加速度传感器的工作原理对实验进行讨论。 4、根据标准格式书写实验报告，清洁整齐，内容简明扼要。 七、预习资料 《工程测试技术》教材第七章 八、实验地点 8103 九、联系电话 84078964 §2－3 应变片单臂特性实验 一、实验学时 2 二、实验类别 综合型，必做 三、实验目的 1、了解电阻应变片的工作原理与应用； 2、掌握应变片测量电路。 四、实验过程 1、1、在应变梁自然状态（不受力）的情况下，用4 21 位数显万用表2kΩ电阻档测量所有 应变片阻值；在应变梁受力状态（用手压、提振动台）的情况下，测应变片阻值，观察一下 应变片阻值变化情况(标有上下箭头的4 片应变片纵向受力阻值有变化；标有左右箭头的2 片应变片横向不受力阻值无变化，是温度补偿片)。如下图1—6 所示。 2、差动放大器调零点：按图1—7 示意接线。将F／V 表的量程切换开关切换到2V 档，合上实验箱主电源开关，将差动放大器的拨动开关拨到“开”位置，将差动放大器的增益电位器按顺时针方向轻轻转到底后再逆向回转半圈，调节调零电位器，使电压表显示电压为零。差动放大器的零点调节完成，关闭主电源。 3、应变片单臂电桥特性实验： ⑴将主板上传感器输出单元中的箔式应变片(标有上下箭头的4 片应变片中任意一片为工作片)与电桥单元中R1、R2、R3 组成电桥电路，电桥的一对角接±4V 直流电源，另一对角作为电桥的输出接差动放大器的二输入端，将W1 电位器、r 电阻直流调节平衡网络接入电桥中(W1 电位器二固定端接电桥的±4V 电源端、W1 的活动端r 电阻接电桥的输出端)，如图1—8 示意接线(粗细曲线为连接线)。 ⑵检查接线无误后合上主电源开关，在机头上应变梁的振动台无砝码时调节电桥的直流 调节平衡网络W1 电位器，使电压表显示为0 或接近0(有小的起始电压也无所谓，不影响应 变片特性与实验)。 ⑶在应变梁的振动台中心点上放置一只砝码(20g／只)，读取数显表数值，依次增加砝 码和读取相应的数显表值，记下实验数据填入表1。 表1 应