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    王治博

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    941B型超低頻測振儀
    發布時間:2012-03-28   點擊次數:2461次

     

    941B型超低頻測振儀是一種用于超低頻或低頻振動測量的多功能儀器,它主要用于地面和結構物的脈動測量,一般結構物的工業振動測量,高柔結構物的超低頻大幅度測量和微弱振動測量。每套測振儀包括941B型拾振器六臺四臺水平向,兩臺鉛垂向941型放大器六線一臺。941型拾振器采用無源閉環伺服技術,以獲得良好的超低頻特性。拾振器設有加速度、小速度、中速度和大速度四檔。放大器具有放大、積分、高陡度濾波和阻抗變換的功能。用戶可根據需要,選取拾振器上微型撥動開關及放大器上參數選擇開關相應的檔位,可提供測點的加速度、速度或位移參量,并可提供不同頻帶和不同濾波陡度。本儀器具有體積小、重量輕、使用方便、分辨率高、動態范圍大及一機多用的特點。本儀器可直接與各種記錄器及數據采集系統配接。

     

     

     

    二.主要技術指標

     

    941B型拾振器主要技術指標                        1

    檔位

    技術指標           參量

    1

    2

    3

    4

    加速度

    小速度

    中速度

    大速度

    靈敏度

    0.3

    23

    2.4

    0.8

    zui 

     

    加速度(m/s2,0-p)

    20

     

     

     

      (m/s,0-p)

     

    0.125

    0.3

    0.6

      (mm0-p)

     

    20

    200

    500

    通頻帶

    0.2580

    1100

    0.25100

    0.17100

    輸出負荷電阻

    1000

    1000

    1000

    1000

    941型放大器配接后的分辨率

    加速度(m/s2

    5×10-6

     

     

     

      (m/s)

     

    4×10-8

    4×10-7

    1.6×10-6

      (m)

     

    4×10-8

    4×10-7

    1.6×10-6

    尺寸,重量

    63×63×80mm     1kg

     

     

     

    941B型拾振器靈敏度值                           2

    靈敏度值       編號

    檔位及指標

     

     

     

     

     

     

    1

    加速度靈敏度SaV·s2/m

     

     

     

     

     

     

    2

    小速度靈敏度Sv1V·s/m

     

     

     

     

     

     

    3

    中速度靈敏度Sv2V·s/m

     

     

     

     

     

     

    4

    大速度靈敏度Sv3V·s/m

     

     

     

     

     

     

     

    941型放大器主要技術指標

    放大倍數K:參數選擇開關置于1時,K=105000

              參數選擇開關置于2時,K=1500

              參數選擇開關置于3時,K=52000KI1=20

              參數選擇開關置于4時,K=1500KI2=4

    其中KI1 KI2 為積分增益

     

    放大器各檔位的放大倍數                          3

    放大     放大器開關

    倍數   位置

    參數選擇檔位置

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10

    1

          

    10

    20

    50

    100

    200

    500

    1000

    2000

    4000

    5000

    2

          

    1

    2

    5

    10

    20

    50

    100

    200

    400

    500

    3

    積分(KI1=20

    5

    10

    25

    50

    100

    250

    500

    1000

    2000

    2500

    4

    積分(KI2=4

    1

    2

    5

    10

    20

    50

    100

    200

    400

    500

     

    放大器積分增益                              4

    記錄道

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    積分

    增益

    參數選擇檔3 K11 1/s

     

     

     

     

     

     

    參數選擇檔4 K12 1/s

     

     

     

     

     

     

     

    輸入阻抗(KΩ):≥1000

    輸出負荷(KΩ):≥1

    輸入噪聲(μv):直流供電時≤1;交流供電時≤10

    通頻帶選擇開關檔位

    通頻帶(Hz)

    低通濾波陡度

    1

    0.2525

    -40dB/oct

    2

    0.02535

    -40dB/oct

    3

    0.25200

    -12dB/oct

            帶 :

     

     

     

     

              源 :±5~±12VDC220VAC

              電 :90mA(±12DC

       寸(mm380×240×110

           (kg)5

    使 用 環 境溫度:-10℃~+50

    使 用 環 境濕度:80%

     

     

    三.原 

     

    .拾振器

     

    941B型拾振器屬于動圈往復式拾振器。拾振器原理如圖1所示,圖中Km為微型撥動開關。

        當微型撥動開關的開關1接通(ON)時,動圈式往復擺的運動微分方程為:

                           1

        其中: 為擺的運動部分質量, 分別為擺的加速度,速度和位移, 為阻尼系數, 為簧片的剛度, 為地面運動的加速度。

        此時,電阻RPl的阻值較小,故阻尼常數D1,拾振器的運動部分構成速度擺,即擺的位移與地面運動的速度成正比,拾振器構成加速度計,它的輸出電壓與地面運動的加速度成正比,其加速度靈敏度

                                   2

    式中BL為機電耦合系數。

        當微型撥動開關2或開關3或開關4接通時,擺的運動微分方程為:

                           3

    式中M1為并聯電容后的當量質量,此時,由于線圈回路的電阻較大,因此,Dl1,當Ml>>ml時,拾振器的速度靈敏度

                                   4

    式中C為電容器的電容量。

    拾振器的測量方向分為鉛垂向和水平向。可從拾振器方座上VH符號辨別。H代表水平向,V代表鉛垂向,水平向和鉛垂向拾振器測振時應按圖2所示放置。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    鉛垂向                      水平向

                               2    拾振器測量方向圖    

    ).放大器

     

        放大器是用作放大、積分、濾波和阻抗變換。放大器的前面板如圖3所示,圖中:

        (1)CB”為電壓表,是用來檢查電源電壓及各信號道工作是否正常的指示裝置。

        (2)Kl”為表頭功能選擇開關,置于“E+”、“E-”可分別檢查正負電源是否正常。

        (3)K2為放大倍數選擇開關,使用者按需要把K2置于適當位置。

        (4)K3為參數選擇開關,當K3置于檔1或檔2時為直通檔,用來測量加速度或速度,當置于檔3時為積分檔l,用來測量小位移;置于檔4時為積分檔2,用來測量低頻的中位移或大位移。

        (5)K4為通頻帶選擇開關,置于1檔時,放大器通頻帶為02525Hz,低通濾波陡度為-40dBoct,主要用在場地脈動測量;置于2檔時,放大器的通頻帶為0.02535Hz,低通濾波陡度為-40dBoct,主要用在結構脈動測量及超低頻大位移測量;置于3檔時,放大器的通頻帶為0.25-200Hz,低通濾波陡度為-12dBoct,主要用于一般振動測量及波速測量。

    (6)LED”為發光二極管,它發亮時表示電源已接通。

    放大器后面板如圖4所示,圖中:

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    CZl為電源插座;CZ2為信號輸人插座;CZ3為信號輸出插座;BX為保險絲座;K 5為電源開關,K 6為交直流電源轉換開關。

     

    .整套測振儀的靈敏度

        1.測量加速度

        當拾振器上的微型波動開關1置于ON,放大器的參數選擇開關置于檔1或者檔2時,儀器輸出為加速度參量,此時,側振儀整機加速度靈敏度

                                    5

    式中K為放大器的放大倍數。

        2.測量速度

        當拾振器上的微型撥動開關234置于ON,放大器的參數選擇開關置于檔1或檔2時,儀器輸出為速度參量,此時,測振儀整機的速度靈敏度

                                   6

        3.測量位移

        當拾振器上的微型撥動開關234置于ON,放大器的參數選擇開關置于檔3或檔4時,儀器輸出位移參量,此時測振儀整機的位移靈敏度

                              7

    式中K I為積分增益。

     

    四.使用方法

     

        1.接通電源

        先將電源選擇開關K 6置于所需位置。如使用交流電源,則把電源電纜的交流插頭三芯與市電(220VAC)連接,如使用直流電源,則把電源電纜的直流電源線按紅接正、黃接負、屏蔽層接地與蓄電池連接,然后將電源電纜插頭七芯插入放大器電源插座上。將電源開關K 5置于開此時發光二極管--LED,并將表頭功能開關K l依次置于“E +”“E -”位置,通過表頭檢查電源電壓是否正常。電源插頭接線見圖5

     

     

     

     

     

     

     

     

     


     

        2.拾振器與放大器的使用

        1)拾振器的安裝與調節

        在把拾振器的撥動開關置于適當位置之后,把拾振器與被測點用粘合劑固結牢,并使水平拾振器的幾何軸線大致呈水平,鉛垂向拾振器的幾何軸線與水平面大致呈垂直,然后將拾振器的輸出端與放大器的輸入插座相連。

        注意:拾振器在非使用狀態時,均應將“1檔置于“ON”或把輸出端短路,以保護拾振器的運動部件。

        2)放大器各功能開關的應用

          ①通頻帶的選擇。用戶根據需要把通頻帶選擇開關K 4置于相應檔位。

          ②參數選擇開關檔位的選擇。用戶根據需要,參考表5所列,把參數選擇開關(K 3)置于相應檔位。

          ③根據所需振動信號大小,把放大倍數開關K 2置于合適的檔位。

    5

    測 量 參 量

    拾 振 器 檔 位

    放大器“參數選擇”開關擋位

    加速度

    1閉合(ON),其它斷開

    12

    小速度

    2閉合(ON),其它斷開

    12

    中速度

    3閉合(ON),其它斷開

    12

    大速度

    4閉合(ON),其它斷開

    12

    小位移

    2閉合(ON),其它斷開

    3

    中位移

    3閉合(ON),其它斷開

    34

    大位移

    4閉合(ON),其它斷開

    4

     

    3.與記錄器配接

        (1)與數據采集系統配接

        配按時應注意共地,以免發生串線現象,在儀器使用前,用戶應閱讀所使用的數據采集系統的使用說明書。目前我國使用的“數據采集與分析系統”,通常備有程控放大器。使用時要求把所測參量(位移、速度、或加速度)、量綱(mmsms2及測振儀整機靈敏度輸入系統中。在時域分析或頻率域分析的結果中,自動消去其程控放大器的放大倍數。

    (2)與磁帶記錄器配接

    配接時應注意共地,以防止發生串線現象。整套儀器包括磁帶記錄器靈敏度為:

      加速度靈敏度

      ,                       (8)

    式中,U0為磁帶機的輸出電壓。Kc為磁帶機的放大倍數。加速度幅值

       ,                            (9)

    速度靈敏度

        ,                     (10)

    速度幅值

       ,                           (11)

    位移靈敏度

      ,                     (12)

    位移幅值

      ,                           (13)

     

     

    五、儀器的成套性

     

    (1)電源電纜          2

    (2)放大器輸入電纜    6

    (3)放大器輸出電纜    6

    (4)拾振器輸出電纜    6

    (5)0.5A保險絲管      4

    (6)儀器使用說明書    l

    (7)產品合格證        相應給出


     

    :常見故障排除

     

    放大器表頭無電壓指示

    放大器后面板電源插座接觸是否良好,保險絲是否熔斷。檢查電源回路,或更換保險絲。檢查電池有無電壓輸出。

    閉合放大器的電源開關,

    保險絲立即熔斷

    檢查電池的正負極性是否接反,檢查有無短路現象。

    記錄曲線出現嚴重漂移

    1.檢查電源電壓是否正常。

    2.如故障未排除,檢查各道測線接頭是否包好。

    3.檢查拾振器是否與被測點固定好,有無相對滑移現象。

    4.檢查輸入插座是否接觸可靠。

    各線道偏壓很大,儀器不

    能工作

    檢查電源電壓和保險絲是否正常。

    某一線道偏壓很大,其它

    線道正常

    該線道的運算放大器損壞,需要更換。

     

    對于有共地的記錄器,如

    發現各線道記錄器的時程曲線的幅值和頻率成分都十分接近

    檢查記錄器和放大器的各線道連接線是否正確,是否統一共地。

     

    如發現某記錄通道有明顯的高頻分量

    檢查拾振器與測點是否固結牢,測點是否有局部振動。

    在測小振幅值振動時,明

    顯有50Hz干擾或其它高頻干擾

    檢查測點周圍是否有高壓電纜,測點周圍是否有其它機械振動干擾。

    在做拾振器一致性試驗時,某一線道出現波形不一致或無信號

    檢查信號導線是否有斷路或短路現象,如測線沒有問題,可能是拾振器出了故障,需返回修理。

     

     

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